DE69839074T2 - Schaltung und verfahren zur helligkeitsregelung einer feldemissionsanzeigevorrichtung - Google Patents

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Description

  • STAND DER TECHNIK
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Flachbildschirmanzeigen. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet der Flachbildschirmfeldemissionsanzeigen (FEDs).
  • BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
  • Auf dem Gebiet der Flachbildschirmanzeigevorrichtungen ist es häufig erforderlich, die Helligkeit des Anzeigeschirms bzw. des Bildschirms anzupassen. Aktivmatrix-Flüssigkristallvorrichtungen (AMLCDs als englische Abkürzung von Active Matrix Liquid Crystal Devices) enthalten für gewöhnlich eine oder mehrere von hinten beleuchtende Lampen, die Licht durch die Aktivmatrix der Flüssigkristallzellen projizieren. Die Helligkeitsanpassung von AMLCD-Vorrichtungen verändert die Graustufenauflösung der Pixel. Diese Flachbildschirmanzeigeschirme verändern die Helligkeit der Anzeige, indem die elektrische Ansteuerung und somit die Intensität der von hinten beleuchtenden Lampe geregelt wird. Durch diese Beschaffenheit verschlechtern sich jedoch die Farbe und die Einheitlichkeit bzw. die Gleichmäßigkeit, die durch eine AMLCD-Vorrichtung erzeugt werden, wenn die von hinten beleuchtende Lampe von einem optimalen Helligkeitspunkt weg bewegt wird. Der optimale Helligkeitspunkt wird für gewöhnlich werkseitig festgelegt bzw. eingestellt. Durch die Anpassung der Graustufenauflösung der Pixel bei der Ausführung der Helligkeitsregelung, weist dieses dem Stand der Technik entsprechende Verfahren zur Anpassung der Helligkeit einer Flachbildschirmanzeige die ungünstige Nebenwirkung auf, dass die Qualität des angezeigten Bilds verschlechtert wird. Es ist wünschenswert, eine Helligkeitsanpassung bzw. Helligkeitsregelung für einen Flachbildschirmanzeigeschirm bereitzustellen, welche die Graustufenqualität der Pixel nicht kompromittiert.
  • Bei einem anderen dem Stand der Technik entsprechenden Mechanismus zur Anpassung der Helligkeit einer AMLCD werden die Bilddaten zur Wiedergabe eines Bilds auf dem Bildschirm verändert bzw. angepasst, während die Daten der Anzeige zugeführt werden. Eine Funktion, die sich aus einem Verstärkungs- und einem Offset- bzw. Versatzwert zusammensetzt, in die Anzeige programmiert, und alle Bilddaten werden danach durch die Funktion geführt, wobei die Daten mit dem Verstärkungswert multipliziert werden, und wobei danach der programmierte Versatzwert addiert wird. Die Werte der oben genannten Funktion werden danach entsprechend angepasst, ob die Helligkeit erhöht oder verringert werden muss. Dieser dem Stand der Technik entsprechende Mechanismus zur Veränderung der Bildschirmhelligkeit ist nachteilig, da er eine verhältnismäßig komplexe Schaltkreisanordnung zur Anpassung des großen Volumens an Bilddaten erfordert. Zweitens verschlechtert dieser dem Stand der Technik entsprechende Mechanismus die Graustufenqualität des Bilds, indem die Graustufenauflösung der Flachbildschirmanzeige angepasst wird. Es ist wünschenswert, eine Helligkeitsanpassung für einen Flachbildschirmanzeigeschirm bereitzustellen, welche die Bilddaten nicht verändert und die Graustufenauflösung des Bilds nicht kompromittiert.
  • Flachbildschirm-Feldemissionsanzeigen (FEDs) verwenden keine von hinten beleuchtenden Lampen. Flachbildschirm-FEDs verwenden Emitter, die jeweils eine Anode und eine Kathode sowie ein Gate aufweisen. Die an einem einzelnen Emitter (Gate-Kathode) angelegte Spannung bewirkt, dass der Emitter Elektronen in Richtung eines Leuchtstoffpunkts abgibt, der sich auf einem Anzeigeschirm befindet. Viele Emitter sind einem einzelnen Leuchtstoffpunkt zugeordnet. Ein Pixel bzw. ein Bildelement setzt sich zusammen aus drei (z. B. roten, grünen und blauen), einzeln geregelten bzw. gesteuerten Leuchtstoffpunkten. Der Graustufenanteil eines Pixels in einem Flachbildschirm-FED-Bildschirm wird durch die Spannungen dargestellt, die an die roten, grünen und blauen Emitter angelegt werden, welche das Pixel bilden. Ein Helligkeitsregelungsmechanismus, der die relativen Spannungen verändert, die an die Emitter der roten, grünen und blauen Leuchtstoffpunkte angelegt werden, verändert jedoch die Graustufenqualität der Pixel in einem Flachbildschirm-FED-Bildschirm. Es ist wünschenswert eine Helligkeitsanpassung für einen Flachbildschirm-FED-Bildschirm bereitzustellen, welche die Graustufenauflösung der Pixel nicht kompromittiert.
  • Ein dem Stand der Technik entsprechender Mechanismus zur Anpassung bzw. Regelung der Helligkeit einer FED verändert die hohe Spannung (z. B. mehrere Kilovolt), die an die Anode des Emitters angelegt wird. Dieses Verfahren ist nachteilig, da es eine Hochspannungsstromversorgung mit variabler Leistung erfordert, die komplexer und somit teurer ist als eine Stromversorgung mit konstanter Spannungsausgabe bzw. Spannungsleistung. Zweitens erfordert es dieser dem Stand der Technik entsprechende Mechanismus, dass die Schaltkreisanordnung für die Helligkeitsregelung mit Hochspannungskomponenten an Stelle von weniger teuren, einfacheren Niederspannungskomponenten implementiert wird. Es ist wünschenswert eine Helligkeitsanpassung für einen Flachbildschirm-FED-Bildschirm bereitzustellen, welche weder eine Anpassung von Hochspannungswerten erfordert noch Hochspannungskomponenten benötigt.
  • Vorgesehen werden gemäß der vorliegenden Erfindung somit ein Mechanismus und ein Verfahren zur Regelung der Helligkeit eines Flachbildschirmanzeigeschirms, wobei die Graustufenauflösung der Pixel des Anzeigeschirms nicht kompromittiert wird. Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ferner ein Mechanismus zur Anpassung der Helligkeit eines Flachbildschirmanzeigeschirms, wobei die Bilddaten nicht verändert werden. Vorgesehen sind gemäß der vorliegenden Erfindung ferner ein Mechanismus und ein Verfahren zur Regelung der Helligkeit eines Flachbildschirm-FED-Bildschirms, wobei die Graustufenauflösung der Pixel des Anzeigeschirms nicht kompromittiert wird. Vorgesehen sind gemäß der vorliegenden Erfindung ein Mechanismus und ein Verfahren zur Helligkeitsregelung für einen Flachbildschirm-FED-Bildschirm, wobei Niederspannungssteuersignale angepasst bzw. verändert werden. Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung, die vorstehend nicht besonders erwähnt worden sind, werden im Zuge der hierin vorgesehenen Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlich.
  • Die Europäische Patentanmeldung EP-A-0 660 367 offenbart eine Bildanzeigevorrichtung, die laterale Feldeffekt-Elektronenemissionsvorrichtungen umfassen kann.
  • Die Europäische Patentanmeldung EP-A-0 661 725 offenbart eine Bildgestaltungsvorrichtung, welche eine Elektronen emittierende Vorrichtung umfasst.
  • Das U.S. Patent US-A-4.707.638 offenbart eine Flachmatrix-Kathodenstrahlröhre (CRT), wobei die Helligkeit eines Anzeigebilds auf einfache Weise gemäß der Umgebungshelligkeit angepasst bzw. geregelt werden kann.
  • Das U.S. Patent US-A-5.555.000 offenbart eine Vorrichtung, die eine diskrete Anzahl von Graustufen aufweisen kann.
  • Das U.S. Patent US-A-5.262.698 offenbart eine Vorrichtung zur Regelung der Helligkeit einer Flachbildschirm-CRT-Anzeige mit Matrixadressierung.
  • Das U.S. Patent US-A-5.406.305 offenbart eine Anzeigevorrichtung, wobei durch Regelung der Luminanz des Anzeigeschirms in Bezug auf eine Veränderung der Umgebungshelligkeit, eine Sichtbarkeit bzw. Visibilität sichergestellt wird, die mit einer Veränderung der Eigenschaften des menschlichen Auges einher geht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Hierin beschrieben werden eine Schaltung und ein Verfahren zur Regelung der Helligkeit eines Anzeigeschirms, implementiert unter Verwendung eines Flachbildschirm-Feldemissionsdisplay (FED) Bildschirms. In dem Flachbildschirm-FED-Bildschirm wird eine Matrix von Zeilen und Spalten bereitgestellt und Emitter befinden sich an jeder Zeilen-Spalten-Schnittstelle. Die Zeilen werden sequentiell aktiviert, und separate Graufstufeninformationen werden den Spalten zugeführt. In einem Ausführungsbeispiel werden die Zeilen sequentiell von der obersten Zeile nach unten zu der untersten Zeile aktiviert, wobei immer nur eine Zeile gleichzeitig aktiviert wird. Wenn die entsprechende Spannung an der Kathode und dem Gate-Anschluss der Emitter angelegt wird, so geben diese Elektronen in Richtung eines Leuchtstoffpunkts frei, z. B. rot, grün oder blau, wodurch eine Beleuchtung des Punkts verursacht wird. Somit weist jedes Pixel einen roten, einen grünen und eine blauen Leuchtstoffpunkt auf.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist die vorliegende Erfindung eine spezielle Schaltkreisanordnung auf, die alle Zeilensteuereinrichtungen gemeinsam haben, um die an die Zeilen angelegte Spannung zu verändern, um eine Veränderung der Helligkeit auf dem FED-Bildschirm zu bewirken. Die angelegte Spannung kann impulsbreitenmoduliert oder amplitudenmoduliert sein, um die Helligkeit des Flachbildschim-FED-Bildschirms zu verändern. Da die relativen Spaltenspannungen in diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstant bleiben, wird die Graustufenauflösung bei einer Anpassung der Helligkeit nicht kompromittiert. In einem Ausführungsbeispiel werden die Freigabeleitungen der Zeilensteuereinrichtungen ein- und ausgeschaltet, um die Impulsbreite ("Einschaltzeit") der Zeilenspannung zu modulieren. In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Stromversorgung der Zeilensteuereinrichtung ungebrochen, um die Impulsbreite ("Einschaltzeit") der Zeilenspannung zu modulieren. Gemäß einer Implementierung ist es effizienter, die Zeilenspannung an Stelle der Spaltenspannung anzupassen. Dies ist der Fall, da bei einer Zeilenmodulation kein Anstieg des CV2-Verlusts gegeben ist. Ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst hingegen eine Schaltkreisanordnung zur Anpassung der Spaltenspannung bezüglich der Amplitude oder der Impulsbreite, um die Helligkeit des FED-Bildschirms anzupassen.
  • Die Helligkeitsschaltkreisanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung kann so gestaltet werden, dass sie auf eine manuelle Helligkeitsregelung anspricht oder dass sie auf einen Umgebungslichtsensor anspricht, der in der Nähe des Flachbildschirm-FED-Bildschirms angeordnet ist. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit automatischer Helligkeitsregelung stellt ein Lichtsensor das Helligkeitssignal bereit, das sich im Verhältnis bzw. proportional zu dem erfassten Umgebungslicht verändert. Unter Verwendung der vorstehend genannten Mechanismen und Verfahren erhöht sich die Helligkeit des FED-Bildschirms als Reaktion auf einen Anstieg bzw. eine Erhöhung der Lichtsensorleistung, und die Helligkeit verringert sich als Reaktion auf eine Verringerung der Lichtsensorleistung. Ein weiteres Ausführungsbeispiel verwendet den Lichtsensor für eine Helligkeitsnormalisierung, wobei der FED-Bildschirm als ein Referenzlichtwert eingesetzt wird, und wobei die Helligkeit des FED-Bildschirms kompensiert wird durch Schwankungen, die durch Alters- und Herstellungsunterschiede bewirkt werden. Eine manuelle Helligkeitsregelung (vorrangig) und ein Ein-Aus-Schalter für die automatische Helligkeitsregelung werden ebenfalls bereitgestellt.
  • Im Besonderen umfassen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung einen Feldemissionsdisplay-Bildschirm mit einer Mehrzahl von Spaltensteuereinrichtungen, die jeweils mit einer entsprechenden Spaltenleitung gekoppelt sind, wobei die Spaltensteuereinrichtungen dazu dienen, amplitudenmodulierte Spannungssignale über eine Mehrzahl von Spaltenleitungen zu steuern, wobei die amplitudenmodulierten Spannungssignale Graustufendaten für eine entsprechende Zeile von Pixeln darstellen. Die Erfindung umfasst ferner eine Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen, die jeweils mit einer entsprechenden Zeilenleitung gekoppelt sind, wobei die Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen dazu dienen, zu einem gegebenen Zeitpunkt immer nur ein erstes Spannungssignal über eine Zeilenleitung zu steuern, wobei ein Pixel Schnittpunkte einer Zeilenleitung und von mindestens drei Spaltenleitungen umfasst. Die Erfindung umfasst ferner ein horizontales Synchronisationstaktsignal für die Synchronisierung der Aktualisierung der einzelnen Zeilenleitungen und für die Synchronisierung des Ladens der Graustufendaten in die Mehrzahl von Spaltensteuereinrichtungen für eine entsprechende Zeile von Pixeln. Die Erfindung weist ferner eine Helligkeitsregelungsschaltung auf, die mit Freigabeleitungen der Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen gekoppelt ist, um einen Einschaltimpuls mit einer variablen Impulsbreite zu erzeugen, wobei der Einschaltimpuls mit dem horizontalen Synchronisationstaktsignal synchronisiert wird, wobei die Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen freigegeben bzw. aktiviert wird, um das erste Spannungssignal nur während der Einschaltimpulsbreite anzusteuern bzw. zu steuern, und wobei die Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen ansonsten deaktiviert wird, und wobei eine Mehrzahl von mehrlagigen Strukturen an den Schnittpunkten bzw. Schnittstellen entsprechender Zeilenleitungen und entsprechender Spaltenleitungen angeordnet ist, wobei jede mehrlagige Struktur der Beleuchtung mit einer Helligkeit dient, die linear proportional ist zu der Impulsbreite des Einschaltimpulses.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • 1 eine strukturelle Querschnittsansicht eines Teils eines Flachbildschirm-FED-Bildschirms, der einen Gate-gesteuerten Feldemitter verwendet, der an der Schnittstelle einer Zeilen- und einer Spaltenleitung angeordnet ist;
  • 2 eine Draufsicht der inneren Abschnitte des Flachbildschirm-FED-Bildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung, und wobei verschiedene sich schneidende Zeilen und Spalten der Anzeige veranschaulicht werden;
  • 3 eine Draufsicht eines Flachbildschirm-FED-Bildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Zeilen- und Spaltensteuereinrichtungen sowie zahlreiche sich schneidende Zeilen und Spalten veranschaulicht werden;
  • 4 einen Schaltplan einer Schaltkreisanordnung, die gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, um die Helligkeit des Flachbildschirm-FED-Bildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung anzupassen;
  • 5 Zeitsteuerungs- bzw. Taktdiagramme der Signale, die durch die Schaltung aus 4 erzeugt und von den Zeilensteuereinrichtungen des Flachbildschirm-FED-Bildschirms aus 3 verwendet werden;
  • 6 eine Darstellung der helligkeitsgeregelten Spaltensteuereinrichtungen des Flachbildschirm-FED-Bildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 7 eine Perspektivansicht eines Computersystems, das einen Umgebungslichtsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet;
  • 8 ein Blockdiagramm einer Schaltkreisanordnung eines universellen Computersystems, das einen FED-Bildschirm gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Umgebungslichtsensor aufweist;
  • 9 ein logisches Blockdiagramm einer Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung eines Umgebungslichtsensors zur automatischen Regelung der Helligkeit eines Flachbildschirm-FED-Bildschirms; und
  • 10 ein logisches Blockdiagramm einer Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Umgebungslichtsensors und einer Rückführung zur automatischen Helligkeitsregelung eines Flachbildschirm-FED-Bildschirms zur Normalisierung der Helligkeit.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die folgende genaue Beschreibung der vorliegenden Erfindung beschreibt ein Verfahren und einen Mechanismus zur Regelung bzw. Anpassung der Helligkeit eines Flachbildschirm-FED-Bildschirms, ohne den Graustufenanteil der Anzeigepixel zu verändern, wobei diesbezüglich zahlreiche besondere Einzelheiten ausgeführt werden, um ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Der Fachmann auf dem Gebiet wird jedoch erkennen, dass die vorliegende Erfindung auch ohne diese besonderen Einzelheiten oder mit Äquivalenten dieser ausgeführt werden kann. In anderen Fällen wurde auf die genaue Beschreibung allgemein bekannter Verfahren, Abläufe, Komponenten und Schaltungen verzichtet, um die Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
  • Es folgt eine Beschreibung eines Emitters einer Feldemissionsanzeige (FED). Die Abbildung aus 1 veranschaulicht eine mehrlagige Struktur 75, welche einen Teil einer FED-Flachbildschirmanzeige darstellt. Die mehrlagige Struktur 75 weist eine Feldemissions-Rückplattenstruktur 45 auf, die auch als Grundplattenstruktur (Baseplate bzw. Backplate) bezeichnet wird, und wobei sie ferner eine Elektronen empfangende Frontplatten- bzw. Schirmträgerstruktur (Faceplate) 70 aufweist. Ein Bild wird durch die Frontplattenstruktur 70 erzeugt. Die Rückplattenstruktur 45 besteht für gewöhnlich aus einer elektrisch isolierenden Rückplatte 65, einer Emitter-Elektrode (oder Kathode) 60, einer elektrisch isolierenden Schicht 55, einer mit Muster (Pattern) versehenen Gate-Elektrode 50 und einem konischen Elektronen emittierenden Element 40, das sich in einer Öffnung durch die isolierende Schicht 55 befindet. Ein Typ eines Elektronen emittierenden Elements 40 wird beschrieben in dem U.S. Patent US-A-5.608.283 , erteilt am 4. März 1997 an Twichell et al., und wobei ein weiterer Typ beschrieben wird in dem U.S. Patent US-A-5.607.335 , das am 4. März 1997 an Spindt et al. erteilt worden ist, wobei diese beiden Patente hierin durch Verweis enthalten sind. Die Spitze des Elektronen emittierenden Elements 40 liegt frei durch eine entsprechende Öffnung in der Gate-Elektrode 50. Die Emitterelektrode 60 und das Elektronen emittierende Element 40 bilden gemeinsam eine Kathode des veranschaulichten Abschnitts 75 der FED-Flachbildschirmanzeige 75. Die Frontplattenstruktur 70 ist mit einer elektrisch isolierenden Frontplatte 15, einer Anode 20 und einem Überzug aus Leuchtstoffen 25 ausgebildet. Die von dem Element 40 emittierten Elektronen werden von Leuchtstoffabschnitten 30 aufgenommen.
  • Die Anode 20 aus der Abbildung aus 1 wird auf einer positiven Spannung im Verhältnis zu der Kathode 60/40 gehalten. Die Anodenspannung beträgt 100 bis 300 Volt für einen Abstand von 100–200 μm zwischen den Strukturen 45 und 70, wobei in anderen Ausführungsbeispielen mit größeren Zwischenabständen die Anodenspannung hingegen im Kilovoltbereich liegt. Da sich die Anode 20 in Kontakt mit den Leuchtstoffen 25 befindet, wird die Anodenspannung auch auf die Leuchtstoffe 25 aufgedrückt. Wenn eine geeignete Gate-Spannung an die Gate-Elektrode 50 angelegt wird, werden von dem Elektronen emittierenden Element 40 Elektronen bei verschiedenen Werten des von der Normalena abweichenden Emissionswinkels Theta 42 emittiert. Die emittierten Elektronen folgen nicht-linearen (z. B. parabolischen) Flugbahnen, wie dies durch die Linien 35 aus 1 angezeigt wird, und die Elektronen treffen auf einen Zielbereich 30 der Leuchtstoffe 25 auf. Die Leuchtstoffe, auf welche die emittierten Elektronen treffen, erzeugten Licht in einer ausgewählten Farbe und stellen den Leuchtstoffpunkt dar. Ein einzelner Leuchtstoffpunkt kann durch Tausende von Emittern beleuchtet werden.
  • Die Leuchtstoffe 25 sind Teil eines Bildelements ("Pixels"), das weitere Leuchtstoffe (nicht abgebildet) aufweist, die Licht in einer anderen Farbe emittieren, als der die von den Leuchtstoffen 25 erzeugt wird. Für gewöhnlich weist ein Pixel drei Leuchtstoffpunkte auf, nämlich einen roten Punkt, einen grünen Punkt und einen blauen Punkt. Ferner grenzt das die Leuchtstoffe 25 enthaltende Pixel an ein weiteres oder mehrere weitere Pixel (nicht abgebildet) in der FED-Flachbildschirmanzeige an. Wenn einige der Elektronen, die für die Leuchtstoffe 25 vorgesehen sind, wiederholt bzw. gleichmäßig auf andere Leuchtstoffe (in dem gleichen oder in anderen Pixels) auftreffen, können sich die Bildauflösung und die Farbreinheit verschlechtern. Wie dies nachstehend im Text näher beschrieben wird, sind die Pixel einer FED-Flachbildschirmanzeige in einer Matrixform angeordnet, die Spalten und Zeilen aufweist. Bei einer Implementierung setzt sich ein Pixel aus drei Leuchtstoffpunkten zusammen, die in der gleichen Zeile ausgerichtet sind, jedoch drei separate Spalten aufweisen. Somit wird ein einzelnes Pixel eindeutig identifiziert durch eine Zeile und drei separate Spalten (eine rote Spalte, eine grüne Spalte und eine blaue Spalte).
  • Die Größe des Ziel-Leuchtstoffabschnitts 30 ist abhängig von den angelegten Spannungen und den geometrischen und dimensionalen Eigenschaften der FED-Flachbildschirmanzeige 75. Eine Erhöhung der Anoden-/Leuchtstoffspannung auf 1.500 bis 10.000 Volt in der FED-Flachbildschirmanzeige 75 aus der Abbildung aus 1 erfordert es, dass der Abstand zwischen der Rückplattenstruktur 45 und der Frontplattenstruktur 70 deutlich größer ist als 100 bis 200 μm. Eine Vergrößerung des Abstands zwischen den Strukturen auf den für ein Leuchtstoffpotenzial von 1.500 bis 10.000 Volt erforderlichen wert verursacht einen größeren Leuchtstoffabschnitt 30, sofern keine Elektronen fokussierenden Elemente (z. B. Gate-gesteuerte Feldemissionsstrukturen) der FED-Flachbildschirmanzeige aus 1 hinzugefügt werden. Derartige Fokussierungselemente können in die FED-Flachbildschirmanzeige 75 integriert werden und werden in dem U.S. Patent US-A-5.528.103 beschrieben, das am 18. Juni 1996 an Spindt et al. erteilt worden ist und das hierin durch Verweis enthalten ist.
  • Hiermit wird festgestellt, dass die Helligkeit des Ziel-Leuchtstoffabschnitts 30 abhängig ist von dem Spannungspotenzial, das an der Kathode 60/40 und dem Gate 50 angelegt wird. Je größer das Spannungspotenzial ist, desto heller ist der Ziel-Leuchtstoffabschnitt 30. Zweitens ist die Helligkeit des Ziel-Leuchtstoffabschnitts 30 abhängig von dem Zeitraum, über welchen eine Spannung an die Kathode 40/60 und das Gate 50 angelegt wird (z. B. Einschaltzeitfenster). Je größer das Einschaltzeitfenster ist, desto heller ist der Ziel-Leuchtstoffabschnitt 30. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Helligkeit der FED-Flachbildschirmstruktur 75 somit abhängig von der Spannung und der Zeit (z. B. "Einschaltzeit"), über welche die Spannung an der Kathode 40/60 und dem Gate 50 angelegt wird.
  • Wie dies in der Abbildung aus 2 dargestellt ist, ist die FED-Flachbildschirmanzeige unterteilt in eine Anordnung von horizontal ausgerichteten Zeilen und vertikal ausgerichteten Spalten von Pixeln. Ein Teilstück 100 dieser Anordnung ist in der Abbildung aus 2 dargestellt. Die Begrenzungen eines entsprechenden Pixels 125 sind durch gestrichelte Linien dargestellt. Abgebildet sind drei separate Emitterleitungen 230. Jede Emitterleitung 230 stellt eine Zeilenelektrode für eine der Zeilen von Pixeln in der Anordnung dar. Die mittlere Zeilenelektrode 230 ist mit den Emitterkathoden 60/40 (1) jedes Emitters der jeweiligen Zeile gekoppelt, die der Elektrode zugeordnet ist. Ein Abschnitt einer Pixelzeile ist in der Abbildung aus 2 dargestellt und befindet sich zwischen einem Paar benachbarter Abstandshalterwände 135. Eine Pixelzeile umfasst alle der Pixel entlang einer Zeilenleitung 250. Zwei oder mehr Pixelzeilen (und bis zu 24 bis 100 Pixelzeilen) sind allgemein zwischen jedem Paar benachbarter Abstandshalterwände 135 angeordnet. Jede Spalte von Pixeln weist drei Gate-Leitungen 250 auf: (1) eine für rot; (2) eine zweite für grün und (3) eine dritte für blau. In ähnlicher Weise weist jede Pixelspalte einen jeder Leuchtstoffstreifen (rot, grün, blau) auf, insgesamt somit drei Streifen. Jede der Gate-Leitungen 250 ist mit dem Gate 50 (1) jeder Emitterstruktur der zugeordneten Spalte gekoppelt. Diese Struktur 100 wird in dem U.S. Patent US-A-5.477.105 näher beschrieben, das am 19. Dezember 1995 an Curtin et al. erteilt worden ist und das hierin durch Verweis enthalten ist.
  • Die roten, grünen und blauen Leuchtstoffstreifen 25 werden auf einer positiven Spannung von 1.500 bis 10.000 Volt im Verhältnis zu der Spannung der Emitterelektrode 60/40 gehalten. Wenn eine der Anordnungen bzw. der Gruppen von Elektronen emittierenden Elementen 40 in geeigneter Weise erregt wird durch Anpassen der Spannung der entsprechenden Zeilenleitungen (Kathodenleitungen) 230 und Spaltenleitungen (Gate-Leitungen) 250, emittieren die Elemente 40 in dieser Gruppe Elektronen, die in Richtung des Zielabschnitts 30 der Leuchtstoffe in der entsprechenden Farbe beschleunigt werden. Die erregten Leuchtstoffe emittieren danach Licht. Während einem Bildschirm-Frame-Aktualisierungszyklus (in einem Ausführungsbeispiel ausgeführt mit einer Rate von ungefähr 60 Hz), ist jeweils immer nur eine Zeile aktiv, und die Spaltenleitungen werden erregt, um die eine Zeile von Pixeln für den Einschaltzeitraum zu beleuchten. Dies wird zeitlich nacheinander und Zeile für Zeile ausgeführt, bis alle Pixelzeilen beleuchtet worden sind, um den Frame bzw. das Vollbild anzuzeigen. Die Frames werden mit 60 Hz dargestellt. Wenn n Zeilen der Anzeigeanordnung angenommen werden, wird jede Zeile mit einer Rate von 16,7/n ms erregt. Die vorstehend genannte FED 100 wird in den folgenden U.S. Patenten näher beschrieben: US-A-5.541.473 , erteilt am 30. Juli 1996 an Duboc, Jr., et al.; US-A-5.564.959 , erteilt am 15. Oktober 1996 an Spindt et al. und US-A-5.578.899 , erteilt am 26. November 1996 an Haven et al., die alle hierin durch Verweis enthalten sind.
  • Die Abbildung aus 3 veranschaulicht eine FED-Flachbildschirmanzeige 200 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Bereich 100, der gemäß der Abbildung aus 2 beschrieben worden ist, ist auch in der Abbildung aus 3 dargestellt. Die FED-Flachbildschirmanzeige 200 besteht aus n Zeilenleitungen bzw. Zeilenlinien (horizontal) und x Spaltenleitungen (vertikal). Hiermit wird festgestellt, dass eine Zeilenleitung als eine "Zeile" bezeichnet wird, und wobei eine Spaltenleitung als eine "Spalte" bezeichnet wird. Die Zeilenleitungen werden durch Zeilensteuerschaltungen 220a220c gesteuert. Die Abbildung aus 3 zeigt die Zeilengruppen 230a, 230b und 230c. Jede Zeilengruppe ist einer bestimmten Zeilensteuerschaltung zugeordnet; wobei die drei Steuerschaltungen unter 220a220c dargestellt sind. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gibt es über 400 Zeilen und ungefähr 5 bis 10 Zeilensteuerschaltungen. Hiermit wird jedoch festgestellt, dass sich die vorliegende Erfindung ebenso gut eignet für eine FED-Flachbildschirmanzeige mit einer beliebigen Anzahl von Zeilen. Ebenfalls dargestellt in der Abbildung aus 3 sind die Spaltengruppen 250a, 250b, 250c und 250d. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gibt es über 1920 Spalten. Hiermit wird jedoch festgestellt, dass sich die vorliegende Erfindung ebenso gut eignet für eine FED-Flachbildschirmanzeige mit einer beliebigen Anzahl von Spalten. Ein Pixel erfordert drei Spalten (rot, grün, blau), so dass 1920 Spalten mindestens eine Auflösung von 640 Pixeln horizontal bereitstellen.
  • Die Zeilensteuerschaltungen 220a220c werden entlang der Peripherie der FED-Flachbildschirmanzeige 200 platziert. In der Abbildung aus 3 sind zur besseren Veranschaulichung nur drei Zeilensteuereinrichtungen abgebildet. Jede Zeilensteuereinrichtung 220a220c ist für das Steuern einer Gruppe bzw. einer Anordnung von Zeilen zuständig. Zum Beispiel steuert die Zeilensteuereinrichtung 220a die Zeilen 230a, während die Zeilensteuereinrichtung 220b die Zeilen 230b steuert, und wobei die Zeilensteuereinrichtung 220c die Zeilen 230c steuert. Obgleich eine einzelne Zeilensteuereinrichtung dafür zuständig ist, eine Gruppe von Zeilen zu steuern, ist zu einem bestimmten Zeitpunkt immer nur eine Zeile auf der ganzen FED-Flachbildschirmanzeige 200 aktiv. Somit steuert eine einzelne Zeilensteuereinrichtung höchstens eine Zeilenleitung gleichzeitig, und wenn sich die aktive Zeilenleitung während einem Aktualisierungszyklus nicht in ihrer Gruppe befindet, so steuert sie keine Zeilenleitung. Eine Versorgungsspannungsleitung 212 ist parallel mit allen Zeilensteuereinrichtungen 220a220c gekoppelt und versorgt die Zeilensteuereinrichtungen mit einer Steuerspannung für die Zufuhr an die Kathode 60/40 der Emitter. In einem Ausführungsbeispiel weist die Zeilensteuerspannung eine negative Polarität auf.
  • Ein Freigabesignal wird ebenfalls jeder Zeilensteuereinrichtung 220a220c parallel über die Freigabeleitung 216 aus 3 zugeführt. Wenn die Freigabeleitung 216 niedrig ist, werden alle Zeilensteuereinrichtungen 220a220c des FED-Bildschirms 200 deaktiviert und es wird keine Zeile erregt. Wenn die Freigabeleitung 216 hoch ist, werden die Zeilensteuereinrichtungen 220a220c freigegeben.
  • Ein horizontales Taktsignal wird ebenfalls jeder Zeilensteuereinrichtung 220a220c parallel über die Taktleitung 214 aus 3 zugeführt. Das horizontale Taktsignal oder das Synchronisationssignal weist immer dann einen Impuls auf, wenn eine neue Zeile erregt wird. Die n Zeilen eines Frames bzw. eines Vollbilds werden nacheinander erregt, so dass ein Daten-Frame gebildet wird. In der Annahme einer beispielhaften Frame-Aktualisierungsrate von 60 Hz werden alle Zeilen alle 16,67 Millisekunden einmal aktualisiert. In der Annahme von n Zeilen je Frame-Aktualisierung weist das horizontale Taktsignal alle 16,67/n Millisekunden einen Impuls auf. Anders ausgedrückt wird alle 16,67/n Millisekunden eine neue Zeile erregt. Wenn n gleich 400 ist, so weist das horizontale Taktsignal alle 41,67 Mikrosekunden einen Impuls auf.
  • Alle Zeilensteuereinrichtungen der FED 200 werden so konfiguriert, dass ein großes serielles Schieberegister mit einem Speicher von n Bits, mit einem Bit je Zeile, implementiert wird. Die Zeilendaten werden durch diese Zeilensteuereinrichtungen unter Verwendung einer Zeilendatenleitung 212 verschoben, die seriell bzw. in Reihe mit den Zeilensteuereinrichtungen 220a220c gekoppelt ist. Während dem sequentiellen Frame-Aktualisierungsmodus weisen alle bis auf eines der Bits der n Bits in den Zeilensteuereinrichtungen eine "0" auf und das andere eine "1". Somit wird die "1" seriell durch alle n Zeilen nacheinander verschoben, von der obersten Zeile zu der untersten Zeile. Nach einem bestimmten horizontalen Taktsignalimpuls wird die der "1" entsprechende Zeile für das Einschaltzeitfenster gesteuert. Die Bits der Schieberegister werden durch die Zeilensteuereinrichtungen 220a220c verschoben, und zwar einmal während jedem Impuls des horizontalen Takts, wie dies durch die Leitung 214 bereitgestellt wird. In dem Interlace- bzw. dem Zeilensprungmodus werden die ungeraden Zeilen in Reihe bzw. seriell aktualisiert, gefolgt von den geraden Zeilen. Somit werden ein anderes Bitmuster und Taktmuster verwendet.
  • Die Zeile, welche der verschobenen "1" entspricht, wird gesteuert als Reaktion auf den horizontalen Taktimpuls über die Leitung 214. Die Zeile bleibt aktiv bzw. eingeschaltet während einem bestimmten "Einschaltzeit"-Fenster. Während diesem Einschaltzeitfenster wird die entsprechende Zeile mit dem Spannungswert gesteuert, der über die Spannungsversorgungsleitung 212 vorhanden ist, wenn die Zeilensteuereinrichtungen freigegeben bzw. aktiviert sind. Während dem Einschaltzeitfenster werden die anderen Zeilen durch keine Spannung gesteuert. Wie dies nachstehend im Text näher beschrieben wird, variiert bzw. verändert die vorliegende Erfindung die Größe des Einschaltfensters, um die Helligkeit des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 aus 3 anzupassen. Zur Erhöhung der Helligkeit wird das Einschaltzeitfenster erweitert bzw. vergrößert. Zur Reduzierung der Helligkeit wird das Einschaltzeitfenster verkleinert. Da die relativen Spannungsamplituden an den Spaltensteuereinrichtungen nicht verändert werden, verschlechtert die vorliegende Erfindung nicht die Graustufenauflösung, indem die Helligkeit auf die oben dargelegte Art und Weise angepasst wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel verändert die vorliegende Erfindung alternativ die Amplitude des an die Leitung 212 angelegten Spannungswertes, um die Helligkeit des FED-Bildschirms 200 aus 3 anzupassen. In einem Ausführungsbeispiel werden die Zeilen mit einer negativen Spannung erregt.
  • Wie dies in der Abbildung aus 3 dargestellt ist, sind drei Spalten je Pixel in dem FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Die Spaltenleitungen 250a regeln bzw. steuern eine Spalte von Pixeln, während die Spaltenleitungen 250c eine andere Spalte von Pixeln steuern, etc. Die Abbildung aus 3 veranschaulicht ferner die Spaltensteuereinrichtungen 240, welche die Graustufeninformationen für jedes Pixel steuern. Die Spaltensteuereinrichtungen 240 steuern amplitudenmodulierte Spannungssignale über die Spaltenleitungen. Analog zu den Zeilensteuerschaltungen können die Spaltensteuereinrichtungen 240 in separate Schaltungen unterteilt werden, die jeweils Gruppen von Spaltenleitungen steuern. Die über die Spaltenleitungen 250a250e gesteuerten amplitudenmodulierten Spannungssignale stellen Graustufendaten für eine entsprechende Zeile von Pixeln dar. Bei jedem Impuls des horizontalen Taktsignals auf der Leitung 214 empfangen die Spaltensteuereinrichtungen 240 Graustufendaten zur unabhängigen Steuerung aller Spaltenleitungen 250a250e einer Pixelzeile des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200. Während somit nur eine Zeile je horizontalem Takt erregt wird, werden alle Spalten 250a250e während dem Einschaltzeitfenster erregt. Das horizontale Taktsignal über die Leitung 214 synchronisiert das Laden einer Pixelzeile von Graustufendaten in die Spaltensteuereinrichtungen 240. Die Spaltensteuereinrichtungen 240 empfangen Spaltendaten über die Spaltendatenleitung 205, und die Spaltensteuereinrichtungen 240 sind ferner gemeinsam mit einer Spaltenspannungsversorgungsleitung 207 gekoppelt.
  • Unterschiedliche Spannungen werden durch die Spaltensteuereinrichtungen 240 an die Spaltenleitungen angelegt, um verschiedene Graustufenfarbtöne zu realisieren. Im Betrieb werden alle Spaltenleitungen mit Graustufendaten (über die Spaltendatenleitung 205) gesteuert, und gleichzeitig wird eine Zeile aktiviert. Dies bewirkt es, dass eine Zeile von Pixeln mit den entsprechenden Graustufendaten beleuchtet wird. Dies wird danach für eine weitere Zeile wiederholt, etc., und zwar einmal je Impuls des horizontalen Taktsignals der Leitung 214, bis der ganze Frame gefüllt ist. Zur Erhöhung der Geschwindigkeit werden während eine Zeile erregt wird, gleichzeitig die Graustufendaten für die nächste Pixelzeile in die Spaltensteuereinrichtungen 240 geladen. Ebenso wie die Zeilensteuereinrichtungen 220a220c aktivieren die Spaltensteuereinrichtungen ihre Spannungen in dem Einschaltzeitfenster. Ebenso wie die Zeilensteuereinrichtungen 220a220c weisen ferner die Spaltensteuereinrichtungen 240 eine Freigabeleitung auf. In einem Ausführungsbeispiel werden die Spalten mit einer positiven Spannung erregt.
  • HELLIGKEITSREGELUNGSSCHALTKREISANORDNUNG
  • Die Abbildung aus 4 veranschaulicht eine Helligkeitsregelungsschaltkreisanordnung 300, die von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, um die Helligkeit des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 aus der Abbildung aus 3 anzupassen. Diese Helligkeitsregelungsschaltkreisanordnung 300 kann angrenzend an die Zeilensteuereinrichtungen 220a220c und die Spaltensteuereinrichtungen 240 des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 angeordnet sein. In einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die durchschnittliche Helligkeit der Anzeige durch Impulsbreitenmodulation der Zeilenspannung gesteuert. Die vorliegende Erfindung verwendet eine Impulsbreitenmodulation der Speisespannung der Zeilensteuereinrichtungen 220a220c, wie z. B. die Modulation des Einschaltzeitfensters der Zeilensteuereinrichtungen 220a220c. In dem vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel wird die Graustufenerzeugung durch die Amplitudenmodulation der Spaltensteuereinrichtungen 240 gesteuert, wie zum Beispiel durch Steuerung der Höhe der Spannungen der Spaltensteuereinrichtungen. In diesem Fall ist die durchschnittliche Helligkeit linear proportional zu dem Einschaltzeitfenster der Zeile.
  • Wenn die Helligkeit erhöht werden soll, wird das Einschaltzeitfenster der Zeile vergrößert, und wenn die Helligkeit reduziert werden soll, wird das Einschaltzeitfenster der Zeile verkleinert. Ein Vorteil dieser Art von Helligkeitsregelung ist es, dass sich die Graustufenauflösung der Pixel des FED-Bildschirms 200 nicht verschlechtert, wenn das Einschaltzeitfenster verändert bzw. angepasst wird. Dies ist der Fall, da in diesem vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weder die Spaltendaten noch die Ausgangsspannungen der Spaltensteuereinrichtung verändert werden.
  • Die Helligkeitsregelungsschaltkreisanordnung 300 aus der Abbildung aus 4 umfasst eine monostabile Schaltung 325, die mit einem Widerstands-Kondensator-Netzwerk (RC-Netzwerk) gekoppelt ist, das aus einem spannungsgeregelten Widerstand 310 und einem Kondensator 315 besteht. Die Leitung 330 ist mit der Erde oder –Vcc gekoppelt. Gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt die monostabile Schaltung 325 die Länge des Einschaltzeitraums der Zeilensteuereinrichtungen 220a220c (3). Gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit der Einschaltzeitraum der Zeilensteuereinrichtungen 220a220c variabel und abhängig von der gewünschten Helligkeit des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200. Der Widerstand des spannungsgeregelten Widerstands 310 variiert abhängig von der Spannung über die Leitung 312, welche ein Helligkeitssignal führt. Die Spannung über die Leitung 312 variiert und stellt ein Helligkeitssignal dar, das eine Einstellung darstellt, welche die gewünschte Helligkeit der FED-Flachbildschirmanzeige 200 anzeigt. Die Spannung über die Leitung 312 kann geregelt werden über einen manuell zu betätigenden Knopf, auf welchen ein Benutzer zugreifen kann, wobei die Spannung aber auch über eine Schaltung geregelt werden kann, welche die automatische Kompensation oder Normalisierung ausführt (wie dies nachstehend im Text näher beschrieben ist). Alternativ kann die Spannung über die Leitung 312 eine Folge einer Kombination aus manueller und automatischer Regelung darstellen. Ein Ende des spannungsgeregelten Widerstands 310 ist an dem Knoten 305 mit einem logischen Wert (z. B. 3,3 oder 5 Volt Gleichstrom) gekoppelt.
  • Bei dieser Konfiguration bestimmt das RC-Netzwerk aus der Abbildung aus 4 die Impulsbreite der monostabilen Schaltung 325 unter Verwendung allgemein bekannter Mechanismen. In einem Ausführungsbeispiel ist die Ausgabe 216 der monostabilen Schaltung 325 im aktiven Zustand niedrig und ansonsten hoch. Somit wird das durch die monostabile Schaltung 325 bestimmte Einschaltzeitfenster in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch deren niedrigen Ausgabe- bzw. Ausgangswert gemessen. Ferner ist die monostabile Schaltung 325 so gekoppelt, dass sie den horizontalen Synchronisationsimpuls über die Leitung 214 empfängt. Somit wird die Länge des Einschaltzeitfensters bestimmt durch das RC-Netzwerk, und es beginnt synchron zu dem über die Leitung 214 empfangenen horizontalen Taktsignal. Der Ausgang der monostabilen Schaltung 325 ist so gekoppelt, dass die Zeilenfreigabeleitung 216 gesteuert wird. In dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Schaltkreisanordnung 350 nicht eingesetzt, und die Leitung 212 ist direkt mit der die Zeile steuernden Spannungsquelle –Vcc 375 gekoppelt.
  • Da die Zeilensteuerschaltungen 220a220c (3) niedrig freigegeben werden, wenn die monostabile Schaltung 325 ihr niedriges Signal über die Leitung 216 erzeugt, um das Einschaltzeitfenster zu definieren, werden alle Zeilensteuerschaltungen 220a220c aus der Abbildung aus 3 freigegeben. Jedoch weist nur eine Zeilensteuerschaltung die "1" in dem seriellen Schieberegister auf. Für jeden Impuls des horizontalen Synchronisationstaktsignals wird somit ein Einschaltzeitimpuls erzeugt, um die Zeilensteuerschaltungen 220a220c für dessen Dauer freizugeben.
  • Die Abbildung aus 5 veranschaulicht ein Takt- bzw. Zeitsteuerungsdiagramm von Signalen, die gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Die Signale 410, 415 und 440 sind Logiksignale auf Transistor-Transistor-Ebene (TTL als englische Abkürzung von Transistor-Transistor-Level). Das Signal 410 veranschaulicht das vertikale Synchronisationssignal, und jeder Impuls 410a zeigt den Beginn eines neuen Frames bzw. Vollbilds an. Im Allgemeinen werden Frames mit 60 Hz präsentiert. In dem Non-Interlaced-Aktualisierungsmodus zeigt der Impuls 410a an, dass die erste Zeile der FED 200 bereit ist, erregt zu werden. Der Signalzug 415 stellt das horizontale Synchronisationstaktsignal dar, und die Impulse 415a415c stellen die Anfangszeit für die Erregung (z. B. Aktualisierung) der ersten drei beispielhaften Zeilenleitungen dar. Jeder Impuls 415a415c zeigt an, dass eine neue Zeile erregt werden soll (z. B. eine neue Zeile von Pixeln wird aktualisiert). In dem Non-Interlaced-Aktualisierungsmodus entsprechen die Impulse 415a, 415b und 415c dem Beginn der entsprechenden Erregung von Zeile eins, Zeile zwei und Zeile drei der Zeilen des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 (3).
  • In Bezug auf die Abbildung aus 5 stellt das Signal 40 das Zeilenfreigabesignal dar, das durch die monostabile Schaltung 325 erzeugt und über die Leitung 216 (4) für die ersten drei beispielhaften Zeilen übermittelt bzw. übertragen wird. Niedrig aktivierte Impulse mit variabler Länge 440a440c stellen die Einschaltzeitfenster für alle Zeilensteuereinrichtungen 220a220c bereit. Die Einschaltzeitfensterimpulse mit variabler Länge 440a440c entsprechen entsprechend den horizontalen Zeilensynchronisationstaktimpulsen 415a415c. Während jedem Einschaltzeitfenster mit variabler Länge 440a440c ist nur eine Zeilenleitung des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 aktiv, wie dies durch die Signale 420, 425 und 430 dargestellt ist. Die Signale 420, 425 und 430 entsprechen den Spannungen, die an den drei beispielhaften Zeilenleitungen auftreten. Das Steuerspannungssignal 420 entspricht der ersten Zeile, während das Steuerspannungssignal 425 der zweiten Zeile entspricht, und wobei das Steuerspannungssignal 430 der dritten Zeile entspricht.
  • Die gestrichelten Linien in dem Signal 440 zeigen an, dass das Einschaltzeitfenster variabel ist in Bezug auf die Impulsbreite abhängig von dem Wert des RC-Netzwerks der monostabilen Schaltung 325. Das Signal 420 veranschaulicht zum Beispiel die Spannung, die an eine exemplarische Zeilenleitung angelegt wird, die synchron zu dem Freigabeimpuls 440a erregt werden soll. Der Impuls 420a entspricht dem Einschaltzeitfenster. Die absolute maximale Länge des Einschaltzeitfensters kann den Zeitraum zwischen Impulsen des Signals 415 darstellen, wie zum Beispiel von dem Impuls 415a bis zu dem Impuls 415b, wobei sie aber auch willkürlich auf einen niedrigeren als diesen Wert eingestellt werden kann. In dem Beispiel aus der Abbildung aus 5 wird die maximale Länge des Impulses 420a willkürlich auf etwa die Hälfte des Zeitraums bzw. der Periode zwischen den Impulsen des Signals 415 festgelegt. Dieses Einschaltzeitfenster (Impuls 420a) ist variabel, wie dies durch die unterschiedlichen Zeiträume 2, 4, 6, 8 und 10 aus 5 angezeigt wird. Der Helligkeitswert steht gemäß der vorliegenden Erfindung im linearen Verhältnis zu der Länge des Einschaltzeitfensters. Somit stellt die Periode bzw. der Zeitraum 10 (in dem vorliegenden Beispiel) das vollständige Anlegen von –Vcc an die exemplarische Zeile dar und entspricht der maximalen Helligkeit des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200. Der Zeitraum 8 stellt 6/7 des vollständigen Anlegen von –Vcc dar und entspricht einem Wert von 6/7 der vollständigen bzw. maximalen Helligkeit. Der Zeitraum 6 stellt 5/7 des vollständigen Anlegen von –Vcc dar und entspricht einem Wert von 5/7 der vollständigen bzw. maximalen Helligkeit. Schließlich stellt der Zeitraum 2 3/7 des vollständigen Anlegen von –Vcc dar und entspricht einem Wert von 3/7 der vollständigen bzw. maximalen Helligkeit. Hiermit wird festgestellt, dass nur ein Zeitraum der Zeiträume 2–10 je Einschaltzeitimpuls ausgewählt wird, und dass die Zeiträume 2–10 aus 5 alle als ein Beispiel der möglichen Helligkeitswerte des vorliegenden Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Hiermit wird ferner festgestellt, dass in anderen Beispielen das maximale Einschaltzeitfenster 420a auf den gesamten Zeitraum zwischen Impulsen des Signals 415 vergrößert werden kann.
  • Wenn die Helligkeit erhöht werden soll, verändert ein Signal über die Leitung 312 (4) das RC-Netzwerk der monostabilen Schaltung 325, so dass die Impulsbreite der Impulse 420a in der Größe von einer minimalen Impulsbreite 2 vergrößert wird. Wenn alternativ die Helligkeit verringert werden soll, verändert ein Signal über die Leitung 312 (4) das RC-Netzwerk der monostabilen Schaltung 325, so dass die Impulsbreite des Impulses 420a in der Größe verkleinert wird von einem Höchstwert der Impulsbreite 10. Das gleiche gilt für die Impulse 425a und 430a. Somit ist die jeweilige Impulsbreite (z. B. des Einschaltzeitfensters) der Impulse 420a, 425a und 430a abhängig von dem Wert des spannungsgeregelten Widerstands 310 aus 4, der durch das Helligkeitssignal über die Leitung 312 geregelt wird.
  • Die Abbildung aus 5 veranschaulicht ferner die Signale 425 und 430, die zwei weiteren beispielhaften Zeilenleitungen entsprechen, die entsprechend synchron zu den Freigabeimpulsen 440b und 440c erregt werden. Ähnlich dem Impuls 420a sind die Impulsbreiten der Impulse 425a und 430a variabel und abhängig von der Impulsbreite der entsprechenden Freigabeimpulse 440b und 440c. In Bezug auf den Non-Interlaced Aktualisierungsmodus befinden sich die den Impulsen 420a, 425a und 430a entsprechenden Zeilenleitungen angrenzend aneinander auf dem FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200.
  • In Bezug auf die Abbildung aus 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgesehen, das anwendbar ist in Situationen, in denen die Zeilensteuerschaltungen 220a220c aus der Abbildung aus 3 keine Freigabeleitungen aufweisen. In dem vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel wird die Schaltung 250 aus 4 in Verbindung mit der monostabilen Schaltung 325 eingesetzt, um die Spannung zu unterbrechen, die über die Spannungsversorgungsleitung 212 zugeführt wird, welche die Zeilensteuereinrichtungen 220a220c speist. In der Schaltung 350 ist das TTL-Zeilenfreigabesignal 216 mit einem Widerstand 355 gekoppelt und wird eingesetzt, um den Gate-Anschluss des Transistors 360 zu steuern. In der Schaltung 350 ist der Transistor 360 mit einem logischen Spannungswert 305 gekoppelt sowie mit einem Widerstand 365, der in Reihe mit dem Widerstand 367 gekoppelt ist, der mit –Vcc oder dem Knoten 375 gekoppelt ist. Der Spannungswert –Vcc entspricht dem Steuerspannungswert für die Zeilenleitungen des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200. Der Knoten zwischen dem Widerstand 365 und dem Widerstand 367 ist so gekoppelt, dass der Gate-Anschluss des Transistors 370 gesteuert wird. Der Transistor 370 ist mit dem Knoten 375 (–Vcc) sowie mit der Leitung 212 gekoppelt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Leitung 212 somit direkt mit –Vcc 375 gekoppelt.
  • Wenn die Zeilenfreigabeleitung 216 niedrig ist, wird der Transistor 360 eingeschaltet, was eine Spannung an dem Gate-Anschluss des Transistors 370 bewirkt, wodurch der Transistor 370 eingeschaltet wird. Dies bewirkt, dass die Leitung 212 übe den Transistor 370 mit –Vcc gekoppelt wird. Unter dieser Bedingung wird –Vcc allen Zeilensteuereinrichtungen 220a220c des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 zugeführt. Wenn die Zeilenfreigabeleitung 216 hoch ist, wird der Transistor 360 ausgeschaltet, was bewirkt, dass auch der Transistor 370 ausgeschaltet wird. Dies entkoppelt die Leitung 212 von –Vcc. Bei diesem Zustand wird –Vcc von den Zeilensteuereinrichtungen 220a220c des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 getrennt.
  • Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Spannung –Vcc konstant den Zeilensteuereinrichtungen 220a220c zugeführt, wobei die Freigabeleitung 216 jedoch zwischen einem Einschalt- und Ausschaltzustand geregelt wird, um das zweckmäßige Einschaltzeitfenster zu implementieren. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Spannung –Vcc direkt zwischen einem Einschalt- und Ausschaltzustand geregelt, um das ordnungsgemäße Einschaltzeitfenster zu implementieren. Hiermit wird festgestellt, dass die in der Abbildung aus 5 dargestellten Signale gleichermaßen in Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewandt werden können. In dem zweiten Ausführungsbeispiel regelt die Freigabeleitung 216 jedoch nicht direkt die Zeilensteuereinrichtungen 220a220c wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, sondern regelt die Zufuhr bzw. das Anlegen der Speisespannung über die Leitung 212 an die Zeilensteuereinrichtungen 220a220c.
  • Die Abbildung aus 6 veranschaulicht ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zur Anpassung bzw. Regelung der Helligkeit eines FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200. In Bezug auf das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Einschaltzeitfenster der Spaltensteuereinrichtungen 240a240c angepasst und es wird ein konstantes Einschaltzeitfenster für die Zeilensteuereinrichtungen 220a220c verwendet. Die Abbildung aus 6 veranschaulicht drei beispielhafte Spaltensteuereinrichtungen 240a240c des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200, welche die entsprechenden exemplarischen Spalten 250f250h steuern. Diese drei Spalten 250f250h entsprechen den roten, grünen und blauen Leitungen einer Spalte von Pixeln. Graustufeninformationen werden über den Datenbus 250 den Spaltensteuereinrichtungen 240a240c zugeführt. Die Graustufeninformationen bewirken, dass die Spaltensteuereinrichtungen unterschiedliche Spannungsamplituden aktivieren (Amplitudenmodulation), um die unterschiedlichen Graustufeninhalte des Pixels zu realisieren. Unterschiedliche Graustufendaten für eine Zeile von Pixeln werden den Spaltensteuereinrichtungen 240a240c für jeden Impuls des horizontalen Taktsignals präsentiert.
  • Jede Spaltensteuereinrichtung 240a240c aus der Abbildung aus 6 weist ferner einen Freigabeeingang auf, der mit der Freigabeleitung 510 gekoppelt ist, die parallel zu jeder Spaltensteuereinrichtung 240a240c gespeist wird. Ferner ist jede Spaltensteuereinrichtung 240a240c auch mit einer Spaltenspannungsleitung 515 gekoppelt, welche die maximale Spaltenspannung führt. Die Spaltensteuereinrichtungen 240a240c empfangen ferner ein gemeinsames Taktsignal für die Taktung in den Graustufendaten für eine spezielle Zeile von Pixeln. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Impulsbreitenmodulation auf die Spaltensteuereinrichtungen 240a240c angewandt, um die Helligkeitsregelung zu implementieren. Je länger die Impulsbreite ist, desto heller ist linear die Anzeige. Jede kürzer die Impulsbreite, desto dunkler ist die Anzeige.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Spaltenfreigabesignal durch eine Schaltkreisanordnung analog zu der aus der Abbildung aus 4 erzeugt, und dieses Spaltenfreigabesignal ist mit der Spaltensteuereinrichtungsfreigabeleitung 510 gekoppelt. Die Spaltenfreigabeleitung 515 bewirkt, dass das Einschaltzeitfenster für die Spaltensteuereinrichtungen 240a240c variabel wird, und zwar abhängig von der gewünschten Helligkeit des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200. In dem dritten Ausführungsbeispiel verwenden die Spaltensteuereinrichtungen 240a240c eine Spannungsamplitudenmodulation, um den Graustufenanteil zu realisieren, aber auch zur Verwendung der Impulsbreitenmodulation zur Anpassung bzw. Regelung der Helligkeit des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200. Das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verschlechtert nicht die Graustufenauflösung des Bilds.
  • Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist anwendbar bei Spaltensteuereinrichtungen 240a240c, die keinen Freigabeeingang aufweisen. In diesem Fall wird eine analoge Schaltung zu der Schaltung 350 aus 4 eingesetzt, um die maximale Spaltenspannung, die synchron zu der Spalteneinschaltzeit über die Leitung 515 zugeführt wird, zu unterbrechen, d. h. ein- und auszuschalten. In der Konsequenz wird eine zu der Schaltung 350 analoge Schaltung eingesetzt, um die maximale Spaltenspannung Vcc mit der Leitung 515 zu koppelt bzw. von dieser zu entkoppeln, und wobei die Spannung über eine Freigabeleitung geregelt wird, die analog ist zu der Freigabeleitung 216.
  • Hiermit wird festgestellt, dass die ersten und zweiten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung weniger Leistung bzw. Strom verbrauchen als die dritten und vierten Ausführungsbeispiele, da die Impulsbreitenmodulation der Spaltensteuereinrichtungen 240a240c eine Steuerung gegen die Kapazität aller Spalten gleichzeitig erfordert, während die Impulsbreitenmodulation der Zeilensteuereinrichtungen 220a220c zu einem gegebenen Zeitpunkt immer nur gegen die Kapazität einer einzelnen Zeile steuert. Der Grund dafür ist es, dass während einer Aktualisierung zu einem gegebenen Zeitpunkt immer nur eine Zeile eingeschaltet bzw. aktiv ist, wobei hingegen alle Spalten eingeschaltet sind, so dass eine ganze Reihe von Pixeln erregt wird. Hiermit wird ferner festgestellt, dass die Ausführung der Helligkeitsregelung unter Verwendung der Impulsbreitenmodulation an Stelle der Verwendung der Amplitudenmodulation vorteilhaft ist, da dies die Graustufenauflösung nicht verschlechtert, die für den FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 zur Verfügung steht.
  • HELLIGKEITSSENSOR UND AUTOMATISCHE ANPASSUNG
  • Die Abbildung aus 7 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das einen Umgebungslichtsensor 580 (8) aufweist, der in ein universelles Computersystem 550 integriert ist, das darin einen FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 aufweist. Ein beispielhaftes portables Computersystem 550 gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Tastatur oder eine alphanumerische Dateneingabevorrichtung 565 auf. Das Computersystem 550 weist ferner eine Cursor-Führungsvorrichtung 570 (z. B. eine Maus, einen Rollerball, ein Finger-Pad, ein Track-Pad, etc.) auf, um einen Cursor über den FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 zu führen. Das beispielhafte Computersystem 550 gemäß der Abbildung aus 7 weist einen Basisabschnitt 590b und einen einziehbaren Anzeigeabschnitt 590a auf, der optional um eine Achse 572 drehbar ist. Der Umgebungslichtsensor 580 kann gemäß der vorliegenden Erfindung an einer Reihe von Positionen platziert werden, und wobei die Positionen 580a und 580b nur beispielhafte Positionen darstellen. Wie dies nachstehend im Text näher beschrieben wird, ist für die Helligkeitsnormalisierung die Position 580b vorteilhaft, während für die automatische Helligkeitsanpassung die Position 580a vorteilhaft ist.
  • In Bezug auf die Abbildung aus 8 veranschaulicht diese ein Blockdiagramm von Elementen des Computersystems 550. Das Computersystem 550 weist einen Adress /Datenbus 500 zur Kommunikation von Adress- und Dateninformationen auf sowie einen oder mehrere Zentraleinheiten bzw. Zentralprozessoren 501, die mit dem Bus 500 gekoppelt sind, um Informationen und Befehle zu verarbeiten. Das Computersystem 550 weist eine computerlesbare flüchtige Speichereinheit 502 auf (z. B. einen Direktzugriffsspeicher, einen statischen RAM-Speicher, einen dynamischen RAM-Speicher, etc.), die mit dem Bus 500 gekoppelt ist, um Informationen und Befehle bzw. Anweisungen für den bzw. die Zentraleinheit(en) 501 zu speichern, und mit einer computerlesbaren nicht-flüchtigen Speichereinheit (z. B. einem Nur-Lesespeicher, einem programmierbaren ROM-Speicher, einem Flash-Speicher, einem EPROM, einem EEPROM, etc.) 503, die mit dem Bus 500 gekoppelt ist, um statische Informationen und Befehle für den bzw. die Prozessor(en) 501 zu speichern.
  • Das Computersystem 550 aus der Abbildung aus 8 weist ferner eine computerlesbare Massenspeicher-Datenspeichervorrichtung 504 auf, wie zum Beispiel eine Magnetplatte oder eine optische Platte und ein Plattenlaufwerk, das mit dem Bus 500 gekoppelt ist, um Informationen und Befehle bzw. Anweisungen zu speichern. Der FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 ist mit dem Bus 500 gekoppelt, und die alphanumerische Eingabevorrichtung 565, welche alphanumerische Tasten und Funktionstasten aufweist, ist mit dem Bus 500 gekoppelt, um Informationen und Befehlsauswahlen zu dem bzw. den Zentraleinheit(en) bzw. Zentralprozessor(en) 501 zu kommunizieren. Der Umgebungslichtsensor 580 ist mit dem FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 gekoppelt. Ebenfalls mit dem FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 gekoppelt sind der manuelle Helligkeitsregelungsknopf 520 sowie ein Schalter 530, der regelt, ob die automatischen Helligkeitsregelungsfunktionen gemäß der vorliegenden Erfindung freigegeben oder deaktiviert sind. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung regelt der manuelle Helligkeitsregelungsknopf 520 direkt den Spannungswert des Helligkeitssignals der Leitung 312 (3).
  • Die Cursor-Steuervorrichtung 570 aus der Abbildung aus 8 ist mit dem Bus 500 gekoppelt, um Benutzereingabeinformationen und Befehlsauswahlen mit dem bzw. den Zentralprozessor(en) 501 zu kommunizieren. Das Computersystem 500 weist optional eine Signalerzeugungsvorrichtung 508 auf, die mit dem Bus 500 gekoppelt ist, um Befehlsauswahlen zu dem bzw. den Prozessor(en) 501 zu kommunizieren. Die Elemente in 552 befinden sich allgemein in dem Computersystem 550.
  • Die vorliegende Erfindung setzt den Umgebungslichtsensor 580 in zwei Ausführungsbeispielen ein. Wenn in einem Ausführungsbeispiel das von dem Lichtsensor 580 detektierte Umgebungslicht zunimmt, wird die Helligkeit des FED-Bildschirms 200 automatisch erhöht. Wenn in ähnlicher Weise das von dem Lichtsensor 580 detektierte Umgebungslicht abnimmt, so wird die Helligkeit des FED-Bildschirms 200 automatisch reduziert, um die Bildbetrachtungs- bzw. Bildanzeigequalität zu erhalten. Dies erfolgt zur Aufrechterhaltung der Bildanzeigequalität bzw. der Bildbetrachtungsqualität in einer sich im Zeitverlauf verändernden Umgebung oder wenn der Bildschirm an verschiedene Standorte transportiert wird, die unterschiedliche Umgebungslichtintensitäten aufweisen. Die durchschnittliche Helligkeit des FED-Bildschirms 200 wird gemäß der Schaltkreisanordnung angepasst, die in Bezug auf die Abbildung aus 4 hierin beschrieben worden ist. In dem vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel kann der manuelle Regelungsknopf 530 mit Vorrangsfunktion eingesetzt werden, und wobei es dies dem Benutzer ermöglicht, den Helligkeitswert des FED-Bildschirms manuell anzupassen.
  • In einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welche des den Lichtsensor 580 verwendet, wird der Sensor eingesetzt, um eine Helligkeitsnormalisierung für den FED-Bildschirm 200 über die Lebensdauer des FED-Bildschirms bereitzustellen. Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich für die Helligkeitskorrektur des FED-Bildschirms 200 im längerfristigen Zeitverlauf. In diesem Fall ist der Lichtsensor 580 so positioniert, dass er einer wesentlichen Höhe der eigenen Lichtemission des FED-Bildschirms ausgesetzt wird. Wenn das von dem Lichtsensor 580 detektierte Licht unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt, wird die durchschnittliche Helligkeit des FED-Bildschirms 200 erhöht. Wenn in ähnlicher Weise das von dem Lichtsensor 580 detektierte Licht über den vorbestimmten Schwellenwert ansteigt, wird die durchschnittliche Helligkeit des FED-Bildschirms 200 reduziert. Beide vorstehend genannten Aktionen werden in einem Versuch ausgeführt, den FED-Bildschirm 200 über die Lebensdauer des FED-Bildschirms 200 auf einen werkseitig eingestellten Helligkeitswert zu bringen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die durchschnittliche Helligkeit des FED-Bildschirms 200 gemäß der Schaltkreisanordnung geregelt, die in Bezug auf die Abbildung aus 4 hierin beschrieben ist.
  • Die Abbildung aus 9 veranschaulicht ein Blockdiagramm des ersten Ausführungsbeispiels des Umgebungslichtsensors 580, der empfindlich ist in Bezug auf Umgebungslicht 620. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 600 ist es vorteilhaft, dass der Lichtsensor 580 keine größere Lichtmenge von dem FED-Bildschirm 200 selbst empfangt, da der Lichtsensor 580 Umgebungslicht in der Umgebung des Computersystems 550 empfängt und darauf anspricht. In diesem Fall kann der Sensor 580 an der Position 580a (7) platziert werden, so dass er dem Umgebungslicht ausgesetzt ist, wobei er jedoch direktem Licht von dem FED nicht direkt ausgesetzt ist. Die Umgebungslichtsensoren 580 können gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Eine allgemein bekannte Reihe von Lichtsensoren ist im Handel von Texas Instruments erhältlich, wobei andere Lichtsensoren von Burr-Brown im Handel erhältlich sind. Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Lichtsensoren 580 erzeugen ein variables Ausgangssignal als Reaktion auf das detektierte Licht sowie proportional zu diesem. Abhängig von dem verwendeten Lichtsensor kann das Ausgangssignal 585 variieren in Bezug auf die Stromhöhe, den Spannungswert, die Oszillationsfrequenz und die Impulsbreite bei fester Frequenz. Ein anderer Typ von Lichtsensor 580 ist passiv und variiert in Bezug auf den Widerstand, wenn das Licht variiert bzw. angepasst wird.
  • Eine Vergleichsschaltung 590 wird eingesetzt, die ein Referenzspannungssignal 635 sowie ein Ausgangssignal 585 des Sensors 580 empfängt. Die Vergleichsschaltung weist eine Schaltkreisanordnung auf, die das Helligkeitsspannungssignal 312 als Reaktion auf die Werte der Signale 585 und 635 erzeugt. Unter Verwendung allgemein bekannter Verfahren und Komponenten wandelt die Vergleichsschaltung das Sensorausgangssignal 585 (z. B. variabler Strom, variable Frequenz, variable Impulsbreite oder variable Spannung, etc.) in ein umgewandeltes variables Spannungssignal um, das proportional zu der von dem Sensor 580 empfangenen Lichtmenge variiert. In dieser Phase werden allgemein bekannte Schaltungen und Komponenten eingesetzt. Wenn in der Vergleichsschaltung 590 der Schalter 530 "ausgeschaltet" ist, so werden das Sensorausgangssignal 585 und das konvertierte variable Spannungssignal von der Vergleichsschaltung 590 ignoriert. In diesem Fall gibt die Vergleichsschaltung 590 das Referenzspannungssignal 635 über die Leitung 312 aus. Wenn hingegen der Schalter 530 "eingeschaltet" ist, so wird das konvertierte variable Spannungssignal durch die Vergleichsschaltung 590 elektrisch zu dem Referenzspannungswert hinzugefügt, so dass das Helligkeitsspannungssignal resultiert, das über die Leitung 312 ausgegeben wird.
  • Das Referenzspannungssignal 635 aus 9 wird durch eine Referenzschaltung 630 erzeugt, die mit dem manuellen Helligkeitsregelungsknopf 520 gekoppelt ist. In einem Ausführungsbeispiel regelt der manuelle Helligkeitsregelungsknopf 620 ein Potentiometerelement in der Schaltung 630, das die Referenzspannung 635 verändert. Wenn der manuelle Regelungsknopf 520 so angepasst wird, dass die Helligkeit erhöht wird, wird die Referenzspannung 635 erhöht, und wenn der manuelle Regelungsknopf 520s durch die Schaltung 630 verringert wird. Das Helligkeitsspannungssignal 312 steuert die Schaltung 300 aus 9, wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Schaltung 300 die Impulsbreitenmodulation des Einschaltzeitfensters verwenden, um entweder die Zeilensteuereinrichtung 220a220c oder die Spaltensteuereinrichtungen 240 zu regeln, um die Helligkeit des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 zu regeln bzw. anzupassen, wie dies in Bezug auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist.
  • Im Betrieb arbeitet das Ausführungsbeispiel 600 aus der Abbildung aus 9 wie folgt. Wenn der Schalter 530 ausgeschaltet ist und der Knopf bzw. Regler 520 für eine höhere Helligkeit angepasst wird, so nimmt die Amplitude des Helligkeitsspannungssignals 312 zu, was bewirkt, dass das Einschaltzeitfenster der Schaltung 300 größer wird. Wenn der Schalter 530 ausgeschaltet ist, und der Knopf bzw. der Regler 520 für eine geringere Helligkeit angepasst wird, so wird die Amplitude des Helligkeitsspannungssignals 312 kleiner, was bewirkt, dass das Einschaltzeitfenster der Schaltung 300 kleiner wird. Wenn der Schalter 530 eingeschaltet ist und die manuelle Regelung 520 konstant ist, so nimmt automatisch die Spannung des Helligkeitsspannungssignals 312 direkt proportional zu jedem Anstieg des detektierten Umgebungslichts von dem Lichtsensor 580 zu. Wenn der Schalter 530 eingeschaltet ist und die manuelle Anpassung 520 konstant ist, so nimmt automatisch die Spannung des Helligkeitsspannungssignals 312 in direktem Verhältnis zu jeder Verringerung des detektierten Umgebungslichts 620 von dem Umgebungslichtsensor 580 ab.
  • Da die umgewandelte variable Spannung der Schaltung 590 zu dem Referenzspannungssignal 635 addiert wird, wenn der Schalter 530 eingeschaltet ist und der manuelle Regelungsknopf 520 erhöht wird, nimmt das Helligkeitsspannungssignal 312 zu, wobei keine Veränderung des Umgebungslichts 620 angenommen wird. Wenn der Schalter 530 eingeschaltet ist und der manuelle Regelungsknopf 520 verringert wird, nimmt das Helligkeitsspannungssignal 312 ab, wobei keine Veränderung des Umgebungslichts 620 angenommen wird. Wenn, wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, das Helligkeitssignal 312 größer wird, wird auch das Einschaltzeitfenster größer und die Helligkeit des FED-Bildschirms 200 wird ebenfalls größer. Wenn in ähnlicher Weise das Helligkeitssignal 312 kleiner wird, wird auch das Einschaltzeitfenster kleiner und die Helligkeit des FED-Bildschirms 200 wird geringer.
  • Die Abbildung aus 10 veranschaulicht ein Blockdiagramm des zweiten Ausführungsbeispiels 700 der vorliegenden Erfindung, wobei ein Lichtsensor 580 verwendet wird, und wobei dieses Ausführungsbeispiel eine Helligkeitsnormalisierung für den FED-Bildschirm 200 ausführt. Die Helligkeitsnormalisierung tastet die Helligkeit des FED-Bildschirms 200 ab und verändert bzw. regelt die Helligkeit des FED-Bildschirms 200, wenn der abgetastete Wert von einem vorbestimmten bevorzugten Wert abweicht. Dieses Ausführungsbeispiel 700 wird eingesetzt, um die durchschnittliche Helligkeit des FED-Bildschirms 200 über dessen Lebensdauer zu erhalten und um ferner Fertigungstoleranzen und Schwankungen des FED-Bildschirms 200 zu kompensieren, die im Zeitverlauf auftreten. In dem Ausführungsbeispiel 700 ist es vorteilhaft, dass der Lichtsensor 580 eine größere Lichtmenge von dem FED-Bildschirm 200 selbst als Referenzquelle empfängt und eben keine größere Lichtmenge von Umgebungsquellen empfängt. In diesem Fall kann der Sensor 580 an der Position 580b (7) platziert werden, so dass er direkt von dem FED-Bildschirm 200 emittiertem Licht ausgesetzt wird, während er Umgebungslicht nicht in größerem Umfang ausgesetzt wird.
  • In dem System 700 aus der Abbildung aus 10 existiert eine negative Rückkopplungsschleife 730 zwischen dem Lichtsensor 380 und dem von dem Flachbildschirm-FED-Schirm 200 emittierten Licht. Somit regelt die Helligkeitssteuerschaltkreisanordnung 300 die Helligkeit an dem Flachbildschirm 200 automatisch als Reaktion auf von dem Sensor 380 detektiertes Licht. Ferner regelt die Referenzschaltung 630' die Referenzspannung über die Leitung 635 als Reaktion auf den manuellen Regelungsknopf 520. In dem Betriebsmodus, in dem sowohl die manuelle Regelung als auch die automatische Bildschirmnormalisierung gleichzeitig aktiv sind, weist die manuelle Anpassung vorrangige Priorität auf. Wenn der Lichtsensor 580 im Betrieb helleres von dem FED-Bildschirm 200 emittiertes Licht detektiert, das den werkseitig festgelegten Schwellenwert überschreitet, so bewirkt die Schaltung 300, dass die Einschaltzeitimpulsbreite geringer wird, wodurch bewirkt wird, dass der FED-Bildschirm 200 weniger hell wird. Wenn in ähnlicher Weise der Lichtsensor 580 weniger helles von dem FED-Bildschirm 200 emittiertes Licht detektiert, das unterhalb des werkseitig festgelegten Schwellenwerts liegt, so bewirkt die Schaltung 300 eine Vergrößerung der Einschaltzeitimpulsbreite, wodurch bewirkt wird, dass der FED-Bildschirm 200 heller wird. Das Ausführungsbeispiel 700 weist ferner den vollständigen Bereich der manuellen Regelungsfunktionen bzw. Regelungsmerkmale auf, wie diese in Bezug auf das Ausführungsbeispiel 600 beschrieben worden sind. Das heißt, der Anstieg oder die Verringerung der Referenzspannung über die Leitung 635 verändert auch die auf der Flachbildschirm-FED-Anzeige 200 angezeigte Helligkeit auf die Art und Weise, wie dies vorstehend in Bezug auf die Abbildung aus 9 beschrieben worden ist.
  • Das System 700 ist nützlich für die automatische Kompensation von Schwankungen bzw. Toleranzen während der Fertigung bzw. Herstellung von FED-Bildschirmen 200 sowie zur automatischen Kompensation für FED-Bildschirme 200, die im Zeitverlauf als Folge der Alterung, der Häufigkeit der Nutzung, der Nutzung über einen längeren Zeitraum, der Temperatur, etc. weniger hell werden. Hiermit wird festgestellt, dass die für die Implementierung des Systems 600 und des Systems 700 erforderliche Elektronik in der gleichenden unterstützenden Elektronik hergestellt werden kann, wie diese von dem FED-Bildschirm 200 verwendet wird, und wobei diese für gewöhnlich entlang der Peripherie der Pixelanordnung oder hinter der Pixelanordnung angeordnet ist.
  • Beschrieben werden somit als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und ein Mechanismus zur Regelung bzw. Anpassung der Helligkeit einer FED-Flachbildschirmanzeige, ohne den Graustufenanteil der Anzeigepixel zu verändern. Die vorliegende Erfindung wurde zwar in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei hiermit jedoch festgestellt wird, dass die vorliegende Erfindung nicht als durch diese Ausführungsbeispiele beschränkt auszulegen ist, wobei die vorliegende Erfindung vielmehr gemäß den folgenden Ansprüchen auszulegen ist.

Claims (12)

  1. Feldemissionsdisplay (FED) Bildschirm (200) mit Pixeln, die in einer Matrix aus Zeilen und Spalten angeordnet sind, und wobei der Bildschirm ferner folgendes umfasst: eine Mehrzahl von Spaltensteuereinrichtungen (240a240c), die jeweils mit einer entsprechenden Spaltenleitung (250a250e) gekoppelt sind, wobei die genannten Spaltensteuereinrichtungen (240) so angeordnet sind, dass die amplitudenmodulierten Spannungssignale über die Spaltenleitungen (250a250e) gesteuert werden, wobei die genannten amplitudenmodulierten Spannungssignale Graustufendaten für eine entsprechende Pixelzeile darstellen; eine Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen (220220c), die jeweils mit einer entsprechenden Zeilenleitung gekoppelt sind, wobei die genannten mehreren von Zeilensteuereinrichtungen (220a220c) so angeordnet sind, dass ein erstes Spannungssignal zu einem bestimmten Zeitpunkt über eine Zeilenleitung gesteuert wird, wobei ein Pixel Schnittstellen einer Zeilenleitung und von mindestens drei Spaltenleitungen (250a250e) umfasst; einen horizontalen Synchronisierungstakt, der über eine Taktleitung (214) parallel mit der Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen gekoppelt ist, so dass ein Synchronisationstaktsignal bereitgestellt wird, wobei die Zeilensteuereinrichtungen so angeordnet sind, dass sie das genannte Synchronisationstaktsignal zum Synchronisieren des Aktualisieren der einzelnen Zeilenleitungen; und eine Helligkeitsregelungsschaltung (300), die so gekoppelt ist, dass sie die genannte Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen (220a220c) aktiviert, wobei die genannte Helligkeitsregelungsschaltung (300) so angeordnet ist, dass sie einen Zeileneinschaltimpuls (440a440c) mit variabler Breite erzeugt und synchronisiert mit dem genannten horizontalen Synchronisationstaktsignal, und wobei die genannte Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen (220a220c) aktiviert wird, um das genannte erste Spannungssignal nur während dem Einschaltimpuls (440a440c) zuführt, und wobei sie ansonsten deaktiviert sind.
  2. Feldemissionsdisplay (FED) Bildschirm (200) mit Pixeln, die in einer Matrix aus Zeilen und Spalten angeordnet sind, und wobei der Bildschirm ferner folgendes umfasst: eine Mehrzahl von Spaltensteuereinrichtungen (240a240c), die jeweils mit einer entsprechenden Spaltenleitung (250a250e) gekoppelt sind, wobei die genannten Spaltensteuereinrichtungen (240) so angeordnet sind, dass die amplitudenmodulierten Spannungssignale über die Spaltenleitungen (250a250e) gesteuert werden, wobei die genannten amplitudenmodulierten Spannungssignale Graustufendaten für eine entsprechende Pixelzeile darstellen; eine Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen (220220c), die jeweils mit einer entsprechenden Zeilenleitung gekoppelt sind, wobei die genannten mehreren von Zeilensteuereinrichtungen (220a220c) so angeordnet sind, dass ein erstes Spannungssignal zu einem bestimmten Zeitpunkt über eine Zeilenleitung gesteuert wird, wobei ein Pixel Schnittstellen einer Zeilenleitung und von mindestens drei Spaltenleitungen (250a250e) umfasst; einen horizontalen Synchronisierungstakt, der über eine Taktleitung (214) parallel mit der Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen gekoppelt ist, so dass ein Synchronisationstaktsignal bereitgestellt wird, wobei die Zeilensteuereinrichtungen so angeordnet sind, dass sie das genannte Synchronisationstaktsignal zum Synchronisieren des Aktualisierens der einzelnen Zeilenleitungen; und eine Helligkeitsregelungsschaltung (300), die so gekoppelt ist, dass sie die genannte Mehrzahl von Spaltensteuereinrichtungen (240a240c) aktiviert, wobei die genannte Helligkeitsregelungsschaltung (300) so angeordnet ist, dass sie einen Zeileneinschaltimpuls (440a440c) mit variabler Breite erzeugt und synchronisiert mit dem genannten horizontalen Synchronisationstaktsignal, und wobei die genannte Mehrzahl von Spaltensteuereinrichtungen (240a240c) aktiviert wird, um das genannte erste Spannungssignal nur während dem Einschaltimpuls zuführt, und wobei sie ansonsten deaktiviert sind.
  3. Bildschirm (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die genannte Mehrzahl von Spaltensteuereinrichtungen (250a250e) so angeordnet ist, dass sie den genannten horizontalen Synchronisationstakt zum Synchronisieren des Ladens der genannten Graustufendaten in die genannten Spaltensteuereinrichtungen (250a250e) für eine Zeile von Pixeln empfängt.
  4. Bildschirm (200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannte Helligkeitsregelungsschaltung (300) ferner so gekoppelt ist, dass sie ein Helligkeitssignal (312) empfangt, wobei das genannte Helligkeitssignal (312) einen Helligkeitswert für den genannten Feldemissionsdisplay-Bildschirm (200) anzeigt.
  5. Bildschirm (200) nach Anspruch 4, wobei es sich bei dem genannten Helligkeitssignal (312) um ein Spannungssignal handelt.
  6. Bildschirm (200) nach Anspruch 4, wobei die genannte variable Breite des genannten Einschaltimpulses (440a440c) proportional zu dem genannten Helligkeitssignal (312) variiert.
  7. Bildschirm (200) nach Anspruch 4, wobei die genannte Helligkeitsregelungsschaltung (300) folgendes umfasst: ein Netzwerk, das einen spannungsgeregelte Widerstand (310) und einen Kondensator (315) umfasst, wobei das genannte Netzwerk so angeordnet ist, dass es die genannte Breite des genannten Einschaltimpulses (440a440c) definiert, wobei der genannte spannungsgeregelte Widerstand (310) mit einem Helligkeitssignal gekoppelt ist und auf dieses anspricht; und eine monostabile Schaltung (325), die mit dem genannten Netzwerk und mit der genannten Taktleitung (214) gekoppelt ist, und wobei sie so angeordnet ist, dass sie den genannten Einschaltimpuls (440a440c) synchron zu dem genannten horizontalen Synchronisationstaktsignal erzeugt.
  8. Bildschirm (200) nach Anspruch 4, wobei das genannte Helligkeitssignal (312) von einem für den Benutzer zugänglichen manuellen Helligkeitsreglerknopf stammt.
  9. Bildschirm (200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannte Mehrzahl von Spaltensteuereinrichtungen (240a240c) aktiviert wird, um die genannten amplitudenmodulierten Spannungssignale während der variablen Impulsbreite des genannten Einschaltimpulses zu steuern.
  10. Bildschirm (200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei dieser ferner eine Mehrzahl mehrschichtiger Strukturen (75) umfasst, die an entsprechenden Schnittstellen entsprechender Zeilenleitungen und entsprechender Spaltenleitungen (250a250e) angeordnet sind, wobei jede mehrschichtige Struktur (75) so angeordnet ist, dass sie mit einer Helligkeit beleuchtet wird, die linear proportional ist zu der genannten Breite des genannten Einschaltimpulses (440a440c).
  11. Bildschirm (200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannten mindestens drei Spaltenleitungen (250f250h) eines entsprechenden Pixels eine rote Spaltenleitung (250f), eine grüne Spaltenleitung (250g) und eine blaue Spaltenleitung (250h) umfassen.
  12. Bildschirm (200) nach Anspruch 9, wobei jede der genannten Mehrzahl von mehrschichtigen Strukturen (75) folgendes umfasst: eine Hochspannungsanode (20); Leuchtstoffe (25), die an der genannten Hochspannungsanode (20) aufgetragen sind; ein Gate (50), das mit einer entsprechenden Spaltenleitung gekoppelt ist; und eine Kathode, die ein Elektronen emittierendes Element (40) und eine Emitterelektrode (60) umfasst, wobei die genannte Emitterelektrode (60) mit einer entsprechenden Zeilenleitung gekoppelt ist, wobei das genannte Elektronen emittierende Element (40) so angeordnet ist, dass es Elektronen in die genannten Leuchtstoffe (25) freisetzt, nachdem das genannte erste Spannungssignal der genannten entsprechenden Zeilenleitung und ein zweites Spannungssignal der genannten entsprechenden Spaltenleitung zugeführt worden sind.
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