專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，包括具有多個圖像元件和位于該屏幕中的平面陽極電極的屏幕、每個對應(yīng)于一個圖像元件的多個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)，這些電子發(fā)射結(jié)構(gòu)設(shè)置成發(fā)射傾向于向著陽極加速的電子，該裝置還包括用于測量陽極電流的裝置。
背景技術(shù)：
在EP 1225557 A1中公開了這樣一種顯示裝置。當(dāng)未激勵像素時，在所謂的消隱(blanking)期間(此時像素不以其它方式被激勵)，陽極電流測量裝置允許測量每個像素的相應(yīng)電子發(fā)射元件的性能，例如它的電壓一電流特性。由于手頭有關(guān)于每個像素的電子源的性能的信息，可以調(diào)節(jié)控制這些源的信號，以便獲得更均勻的顯示裝置，即使得對于給定的輸入信號，所有像素發(fā)射具有同樣強度的光。
這種顯示裝置的問題在于，因為測量僅發(fā)生在效應(yīng)周期，并且一次僅測量一個像素，所以僅以低速率更新每個像素的性能。這意味著由于性能可能例如隨著工作溫度的變化而變化，所以像素性能信息將并不總是最新的。而且，在消隱期間測量像素性能可以在顯示裝置中引起可見的干擾，因為產(chǎn)生了不屬于接收的圖像信號的光信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是完全或部分消除上述問題。
使用上述類型的顯示裝置獲得該目的，其中將陽極分成多個電分離的平面陽極部分，其中每個陽極部分包括用于測量總陽極電流的一部分的電流測量裝置。這意味著可以同時測量一個以上的像素的像素性能，由此使像素性能更加經(jīng)常地更新。
在優(yōu)選實施方式中，將圖像元件設(shè)置成成組激勵，并且這樣設(shè)置陽極部分屬于給定組的圖像元件對應(yīng)于不同的陽極部分。這允許在正常顯示期間測量像素性能，在所有顯示幀中更新所有像素的性能，并且不會引起任何視覺干擾。
優(yōu)選將圖像元件排列成行和列，將顯示裝置設(shè)置成一次觸發(fā)一行，并且每列具有對應(yīng)的帶狀陽極部分。這使得在正常的視頻顯示過程期間更新像素性能成為可能。
優(yōu)選該顯示裝置包括存儲器，用于為每個像素儲存與其對應(yīng)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的性能有關(guān)的信息，該信息取決于為該圖像元件測量的陽極電流。
優(yōu)選將該顯示裝置設(shè)置成使用儲存在該存儲器中的信息來調(diào)整用于電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的驅(qū)動信號。
在優(yōu)選實施方式中，該顯示裝置包括用于積分由所述電流測量裝置測量的電流數(shù)據(jù)的裝置。這使像素性能信息能夠包括電流包絡(luò)中的上升和下降周期。
優(yōu)選該顯示裝置包括用于多路復(fù)用由所述電流測量裝置測量的電流數(shù)據(jù)的裝置。這允許多個電流計分享單個電平移位器(levelshifter)，它用于將電流信號移動到電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的電壓電平。這具有降低的復(fù)雜性和成本。
優(yōu)選每個電流測量裝置包括電流反射鏡。
在優(yōu)選實施方式中，每個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)包括柵電極和陰極電極。
在可選的實施方式中，每個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)包括光源和光電層的一部分，將光電層的這部分設(shè)置成當(dāng)被光源照亮?xí)r發(fā)射電子。
參考此后描述的實施方式，本發(fā)明的這些和其它方案將顯而易見并同時被闡明。


圖1示意性地示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的顯示裝置。
圖2示出與顯示裝置中像素有關(guān)的可控制的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)。
圖3示意性地示出用于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的顯示裝置的屏幕陽極布置。
圖4示意性地示出用于根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的顯示裝置的屏幕陽極布置。
圖5示出用于根據(jù)本發(fā)明實施方式的顯示裝置的控制裝置。
圖6示出用于根據(jù)本發(fā)明可選實施方式的顯示裝置的控制裝置。
圖7示出電流反射鏡裝置。
圖8示意性地示出電平移動裝置。
具體實施例方式
圖1示意性地示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的顯示裝置。該顯示裝置包括屏幕1，屏幕1包括大量(在wxga顯示器的情況下，768×1365個)圖像元件2，此后稱為像素。該顯示裝置可以用于例如計算機顯示器或電視機。由行驅(qū)動器3和列驅(qū)動器4控制屏幕中像素的亮度。通過激勵特定的行和特定的列(粗箭頭)，驅(qū)動器3、4使行列交叉處的特定像素2發(fā)光。該顯示裝置接收視頻信號，并且解碼器5從視頻信號產(chǎn)生提供給驅(qū)動器3、4的水平和垂直同步信號(H-SYNC，V-SYNC)和亮度信號(LUM)。通過激勵屏幕1的像素2，由此產(chǎn)生對應(yīng)于接收的視頻信號的圖像。在該顯示裝置中，每個像素具有對應(yīng)的可控電子發(fā)射結(jié)構(gòu)。為了有助于理解本發(fā)明，圖中僅是示意性的，例如圖中僅示出12×12個像素。如上所述，像素的數(shù)量可以相當(dāng)大。
圖2示出與顯示裝置中像素有關(guān)的可控制的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在玻璃基板9上的陰極電極8。在陰極電極8上設(shè)置發(fā)射材料10，其與陰極電極8接觸。
利用絕緣層14與陰極電極分開地設(shè)置柵電極11。柵電極11和絕緣層14包含孔。在這些孔的位置，柵電極11、陰極8和發(fā)射材料10共同構(gòu)成可控電子發(fā)射結(jié)構(gòu)。通過在陰極8的電勢Vc和柵極的電勢VG之間施加合適的電勢差(例如Vc＝-30V，VG＝60V)，在發(fā)射材料10附近產(chǎn)生局部電場，它使發(fā)射材料10發(fā)射電子(e)。(注意，陰極本身可以構(gòu)成發(fā)射材料，在這種情況下無需施加額外的層)。通過可控電子發(fā)射結(jié)構(gòu)發(fā)射的電子向著屏幕中的陽極加速，該陽極12具有顯著的正電勢(例如VA＝5kV)。當(dāng)電子到達屏幕時，它們撞擊磷光層13，該層因此發(fā)光。柵電極11優(yōu)選為帶狀，并被一行中的所有像素共用，然后由行驅(qū)動器3控制。陰極優(yōu)選為帶狀，并被一列中的所有像素共用，然后由列驅(qū)動器4控制。
本發(fā)明也適用于所謂的光陰極顯示器。這樣，每個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)包括光源和光電層的一部分，光電層的這部分設(shè)置成當(dāng)被光源照亮?xí)r發(fā)射電子。
圖3示意性地示出用于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的顯示裝置的屏幕陽極布置。屏幕1包括連續(xù)的導(dǎo)電陽極層12，在該顯示裝置中它被所有像素共用。將陽極層連接到電壓源以提供陽極電壓VA。該布置進一步包括電流計15，用于測量陽極電流IA。
當(dāng)在制造過程中生產(chǎn)大量圖2所示的類型的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)時，單個結(jié)構(gòu)的發(fā)射性能將在顯示器上變化。即，對于給定的柵極陰極電壓(在幅度調(diào)制柵極的情形中)或給定的脈沖比(在脈沖寬度調(diào)制陰極的情形中)，單個的發(fā)射結(jié)構(gòu)將發(fā)射不同數(shù)量的電子。這導(dǎo)致不均勻顯示。而且，例如由于改變環(huán)境溫度或老化，單個像素的性能也可能隨時間而改變。
通過僅激勵一個像素并測量所得的陽極電流，可以確定對應(yīng)于該像素的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的性能，并將其儲存在存儲器中。當(dāng)使用該顯示器時，可以將此信息用于調(diào)整單個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的柵極或陰極電壓(或脈沖比)，以便獲得均勻顯示。
當(dāng)像素不被正常激勵時，該測量發(fā)生在消隱周期。因為像素的數(shù)量大，所以例如當(dāng)工作溫度變化時，每個像素電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的性能信息僅可能不經(jīng)常地得到更新，因此并不總是最新的。
圖4示意性地示出用于根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的顯示裝置的屏幕陽極布置。根據(jù)本優(yōu)選實施方式，將陽極構(gòu)造成形成多個電分離的陽極層部分12a、12b、12c、12d等。每部分優(yōu)選對應(yīng)于顯示裝置中的列。每部分可以包括銦錫氧化物層。為每個陽極層部分設(shè)置的電流傳感器15a、15b、15c、15d等。
可以使用不同的工藝來提供分離的陽極層部分。通過例如印刷工藝，可以從開始就將該層提供為分開的部分。作為選擇，可以提供連續(xù)的層，然后用蝕刻工藝將其分成多個部分。
因為通常一次激勵一行像素，所以在正常顯示期間可以測量對應(yīng)于每行中每個像素的陽極電流。這使得每當(dāng)激勵像素時能夠更新像素性能信息。
注意，通過將陽極層分成兩部分，像素性能信息可以被更新的次數(shù)是連續(xù)陽極情況下的兩倍，因為在每個消隱周期期間可以被更新的像素加倍。
圖5示出用于根據(jù)本發(fā)明實施方式的顯示裝置的控制裝置。在高陽極電勢下產(chǎn)生電流傳感器輸出，這意味著需要電平移位器18使信號降到陰極電壓電勢。在原理上，每個電流傳感器可以具有它自己的電平移位器，但為了降低復(fù)雜性和成本，可以使用如圖5所示的多路復(fù)用設(shè)置。在該情形中，四個電流傳感器15a、15b等共享一個共同的電平移位器18，并通過多路復(fù)用器19連接到電平移位器。多路復(fù)用器接收同步信息，以便確定哪一路輸入信號應(yīng)該通過電平移位器18和放大器21傳遞到存儲器20。存儲器20接收對應(yīng)的同步信息，從而能夠正確地儲存信息，即屬于特定像素的信息。如下面所述，將電流信號值或根據(jù)電流信號值計算的其它值儲存在存儲器20中。由脈沖寬度調(diào)制器(PWM)22使用該值來控制陰極電壓的脈沖比。
通過使用多路復(fù)用器，可以由此降低電路的復(fù)雜性和成本。當(dāng)然，當(dāng)例如四個電流傳感器共享一個共同的電平移位器時，可以以四分之一的頻率更新每個像素的性能信息，但在許多應(yīng)用中這是允許的。因此電平移位器的數(shù)量可以在一個和每個陽極層部分一個之間變化，這取決于應(yīng)用要求。
在存儲器中為每個像素儲存的信息與性能值或者可以用于計算該值的信息有關(guān)。例如，在脈寬調(diào)制的情形中，可以儲存實際測量的陽極電流Imeas。然后按照Tpulse＝Td*Imeas/Id計算該像素的陰極脈沖比Tpulse，其中Td為所需灰度值的理想像素脈沖比，Id為脈沖周期的高態(tài)下的理想陽極電流該電流對于所有像素都是相同的。對于幅度調(diào)制的情形，應(yīng)該將關(guān)于反射器信號的信息與為其結(jié)果的測量陽極電流一起儲存，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所認識到的。
圖6示出用于根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的顯示裝置的控制裝置。與圖5的實施方式相比，在該裝置增加了積分電路23。該積分器用于使來自每個傳感器的電流信號更能代表在像素中實際接收的電子流。如果例如使用PWM調(diào)制，則在像素激勵期間電子流變化很大，即使所得到的光發(fā)射相對恒定。因此，如果在像素激勵期間在任意選擇的時刻采樣電流傳感器，則所得電流值不一定代表像素實際接收的電子流。通過提供表示在像素激勵期間總陽極電流的輸出，積分器解決了該問題。在該情形中，為了獲得單個發(fā)生器元件的性能描述，應(yīng)該與所得陽極電流一起儲存關(guān)于脈沖比的信息。
原則上，積分電流測量的概念也可以用在電子發(fā)射結(jié)構(gòu)一側(cè)。如果測量并積分每個陰極電流，可以與從其得到的陰極電壓或脈沖比一起使用所得的值，來以類似的方式獲得關(guān)于像素性能的信息。通過提供在陰極電極處的電流計和用于積分對于給定的陰極或脈沖比獲得的電流的積分電路，可以獲得像素的性能值，為了獲得更均勻的顯示，該值可以用來調(diào)節(jié)柵電壓或脈沖比。因此該結(jié)構(gòu)也可以用在不使用分開的陽極或陽極電流傳感器的顯示裝置中。
圖7示出可以用作電流測量裝置的電流反射鏡的配置。電流反射鏡包括具有互聯(lián)的基極的第一和第二晶體管26、27，其中第一晶體管26是二極管耦合的。在電源電壓Vsup下，從電流源28抽取陽極電流IA，并且由于該電流反射鏡設(shè)置，通過連接到第二晶體管的電阻器29(具有電阻R)的電流將和IA相同。因此，電壓Vout將等于Vsup-IA*R。這樣電流反射鏡的輸出電壓代表陽極電流。相反，如果需要電流輸出，則可以省略電阻器(R＝0)。
還可以想到其它的電流測量裝置，例如在電流到電壓結(jié)構(gòu)中的運算放大器。通常，電流測量裝置的輸入阻抗與對應(yīng)的陽極結(jié)構(gòu)的阻抗匹配是很重要的。
圖8示意性地示出電平移動裝置。該裝置包括初級端部分30、電隔離部分21和次級端部分32。處于例如5kV的高電位的初級端部分30包括電流測量裝置，它產(chǎn)生陽極電流信號并優(yōu)選將其轉(zhuǎn)換成AC信號，該AC信號被傳送到處于發(fā)射器電位(處于或接近地定位)的次級端部分32。次級端部分32接收發(fā)射的信號并將其轉(zhuǎn)換成處于發(fā)射器電位的控制塊可以使用的形式。這些部分通過包括例如隔離放大器的電隔離部分31分開。隔離部分31應(yīng)承受高DC電壓，同時對測量信號是透明的。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，不同類型的電容器/變壓器組合、例如光電二極管的光學(xué)元件和其它元件都可以用到這一端。
總而言之，本發(fā)明涉及包括具有多個像素的屏幕的顯示裝置。每個像素具有相應(yīng)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)，例如柵極一陰極組合。由每個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)發(fā)射的電子向著屏幕中的陽極層加速。將陽極層再分成多個分開的部分，并且每個部分具有相應(yīng)的電流計，用于測量該部分的顯示裝置的總陽極電流部分。這帶來了測量單個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的性能的能力的提高，其用于調(diào)整每個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的信號，以便獲得更均勻的顯示裝置。
雖然結(jié)合各種優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解，本發(fā)明不應(yīng)限制為這些實施方式。本發(fā)明還可以包括技術(shù)人員對其進行的各種變化，其包含范圍由附加的權(quán)利要求限定。例如取代上面的實施方式所描述的脈沖寬度調(diào)制，可以使用陰極電壓的幅度調(diào)制，或者使用脈沖寬度調(diào)制和幅度調(diào)制的組合。
取代上述的將柵電極與行相關(guān)和將陰極電極與列相關(guān)，陰極電極可以與行相關(guān)而柵電極可以與列相關(guān)。
而且本發(fā)明也適用于所謂的下柵極發(fā)射器，其中從陽極看時柵電極置于陰極電極的下面。也可以是其它的柵極結(jié)構(gòu)，例如側(cè)柵極發(fā)射器。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括屏幕(1)，其具有多個圖像元件(8、10、11)、位于該屏幕中的陽極電極(12)；每個對應(yīng)于一個圖像元件的多個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)(8、10、11)，這些電子發(fā)射結(jié)構(gòu)(8、10、11)設(shè)置成發(fā)射趨于向著陽極(12)加速的電子；以及用于測量陽極電流的裝置，其特征在于將陽極分成多個電分離的平面陽極部分(12a，12b，...121)，其中每個陽極部分包括用于測量總陽極電流的一部分的電流測量裝置(15a，15b，...151)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示裝置，其中將圖像元件設(shè)置成被成組激勵，并且其中以這種方式設(shè)置這些陽極部分屬于給定組的圖像元件對應(yīng)于不同的陽極部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的顯示裝置，其中將圖像元件排列成行和列，將該顯示裝置設(shè)置成一次激勵一行圖像元素，并且其中每列具有對應(yīng)的基本為帶狀的陽極部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示裝置，包括存儲器(20)，用于為每個圖像元素儲存與其對應(yīng)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的性能有關(guān)的信息，該信息取決于為該圖像元件測得的陽極電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的顯示裝置，其中將顯示裝置設(shè)置成使用儲存在存儲器(20)中的信息來調(diào)整電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的驅(qū)動信號。
6.根據(jù)前面權(quán)利要求的任何一個的顯示裝置，包括用于積分由所述電流測量裝置測得的電流數(shù)據(jù)的裝置(23)。
7.根據(jù)前面權(quán)利要求的任何一個的顯示裝置，包括用于多路復(fù)用由所述電流測量裝置測得的電流數(shù)據(jù)的裝置(19)。
8.根據(jù)前面權(quán)利要求的任何一個的顯示裝置，其中每個電流測量裝置包括電流反射鏡。
9.根據(jù)前面權(quán)利要求的任何一個的顯示裝置，其中每個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)(8、10、11)包括柵電極(11)和陰極電極(8)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8的任何一個的顯示裝置，其中每個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)包括光源和光電層的一部分，將光電層的該部分設(shè)置成當(dāng)被光源照射時發(fā)射電子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，包括具有多個像素的屏幕(1)。每個像素具有對應(yīng)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)(8、10、11)，例如柵極－陰極組合。每個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)(8、10、11)發(fā)射的電子向著屏幕(1)的陽極層(12)加速。將陽極層(12)分成多個分開的部分(12a，12b，…121)，每個陽極部分具有對應(yīng)的電流計(15a，15b，…151)，用于測量該部分的顯示裝置的總陽極電流部分。這提高了單個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的性能測量能力，其用于調(diào)整每個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的信號，以便獲得更均勻的顯示裝置。
文檔編號G09G3/20GK1774786SQ200480010279
公開日2006年5月17日 申請日期2004年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月17日
發(fā)明者D·德布魯恩, P·J·恩格拉亞爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司