CN1666242A - 用于场致发光显示屏的驱动电路 - Google Patents

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CN1666242A
CN1666242A CN038151057A CN03815105A CN1666242A CN 1666242 A CN1666242 A CN 1666242A CN 038151057 A CN038151057 A CN 038151057A CN 03815105 A CN03815105 A CN 03815105A CN 1666242 A CN1666242 A CN 1666242A
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CN
China
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transistor
pixel
current
signal line
present
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Pending
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CN038151057A
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English (en)
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高原博司
柘植仁志
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Japan Display Central Inc
Original Assignee
Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
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Abstract

提供一种用于EL显示屏的具有在输出电流中减少了变化的源驱动器电路。源驱动器电路包含若干单元晶体管634,其中每一个构成一个单一的单元。第0毕特由一个单元晶体管634构成,第一毕特由二个单元晶体管634构成,第二毕特由四个单元单元晶体管634构成,第三毕特由八个单元晶体管634构成,第四毕特由16个单元晶体管634构成,以及第五毕特由32个单元晶体管634构成。各单元晶体管634与晶体管633a一起组成一电流反映电路。调节流经晶体管633a的电流Ib,可让流经诸单元晶体管634的电流改变。通过用单元晶体管构作输出电流电路,并调节参考电流,使得可调节单元晶体管的输出电流来提供具有很小变化的准确源驱动器IC。

Description

用于场致发光显示屏的驱动电路
技术领域
本发明不仅涉及用于显示屏的驱动电路(IC),而且还涉及诸如使用有机的或无机的场致发光(EL)元件的EL显示屏的一种发光显示屏。此外还涉及一种信息显示装置及使用该EL显示屏的同类装置,一种用于EL显示屏的驱动方法,和用于该EL显示屏的驱动电路。
背景技术
通常,有源矩阵显示装置通过在一矩阵中配置大量的象素,以及根据视频信号控制各象素的光强度来显示图像。例如,如果液晶被用作电化学衬底,对各象素的透射率根据写入到该象素中的电压而变,采用使用有机的场致发光(EL)材料作为电化学衬底的有源矩阵显示装置,则发射亮度根据写入到象素中的电流而变。
在液晶显示屏中,各象素起着光栏的作用,而在背光被象素即光栏挡住并透露时就显示出图像。有机的EL显示屏属于自发光型的,在这类型中,各象素具有发射光的元素。因此,有机的EL显示屏具有比液晶显示屏更适于观看、无需背光、具有高响应速度等的优点。
在有机的EL显示屏中各发光元素(象素)的亮度由电流的量来控制。就是说,有机EL显示屏与液晶显示屏的极大不同处在于发光元素是由电流驱动即控制的。
有机的EL显示屏的结构或者是简单矩阵型或者是有源矩阵型,虽然前一类型结构简单而又不贵,但是要实现前一类型的大型高分辨率显示屏是困难的。而后一类型虽可实现大型高分辨率显示屏,但涉及到它在技术上是一种难以控制的方法的问题,且又是较贵。目前,在大力地发展着有源矩阵型显示屏。在有源矩阵显示屏中,流经设置于各象素中的发光元素的电流由装置在象素中的薄膜晶体管(晶体管)来控制。
这种有源矩阵型的有机的EL显示屏公布于第8-234683号日本待公开专利中。用于显示屏一象素的等效电路示于图62。象素16由作为发光元件的EL元件15,第一晶体管11a,第二晶体管11b,和存储电容19所组成。该EL元件15是有机的场致发光(EL)元件。根据本说明书,供给(控制)电流到EL元件15的晶体管11a被称为驱动器晶体管11。起开关作用的晶体管(诸如示于图62中的晶体管11b)被称为开关晶体管11。
在许多场合下,可把有机的EL元件15称为OLED(有机的发光二极管),这是因为它的整流作用。在图62或与它类同的图中,用二极管的标记作为EL元件15。
顺便提一下,根据本说明书的EL元件15并不限于OLED。它可以是任一类型的,只要它的发光强度由流经该元件15的电流量来控制就行。示例包括无机EL元件,由半导体构成的白色光发光二极管,典型的发光二极管,以及发光晶体管。EL元件15并不一定需要整流作用。双向二极管也是可用的。根据本说明书的EL元件15可以是上面元件中的任何一种。
在图62示例中,P-沟晶体管11a的源极端(S)用vdd(电源电位)来标示,而把EL元件15的阴极接到地电位(VK)。另一方面,把阳极连接到晶体管11b的漏极端(D)。另外,把P-沟晶体管11a的栅极端连接到栅极信号线17a,把源极端连接到源极信号线18,而把漏极端连接到存储电容19如P-沟晶体管11b的栅极端(G)。
为驱动象素16,随着栅极信号线17a被选定,首先把代表亮度信息的视频信号加到源极信号线18。于是,晶体管11a导通,存储电容19被充电或放电,而晶体管11b的栅极电位与视频信号的电位相一致。当栅极信号线17a非选定时,晶体管11a被截止,而晶体管11b与源极信号线18电断开。不过,晶体管11a的栅极电位被存储电容(电容器)19稳定地维持着。
经过晶体管11a传递到EL15的电流随晶体管11a的栅-源电压Vgs而定,而该EL元件15以与经过晶体管11a所提供的量电流量相称的强度继续发射光。
由于液晶显示屏不是自发光器件,所以它们存在着没有背光的情况下不能显示图象的问题。而且,已经有一个为提供背光需要某个厚度而使得显示屏厚度较厚的问题。另外,为在液晶显示屏上显示彩色,必须使用滤色片。所以一直存在着光的利用性较低的问题。而且,还存在有窄的彩色重现范围的问题。
有机的EL显示屏由低温多晶硅晶体管阵列制成。不过,由于有机的EL元件用电流来发射光,所以一直存在晶体管特性的变化将造成显示不均匀的问题。
采用象素的电流程控可减少显示的不均匀问题。为电流程控,需要受电流驱动的驱动器电路。不过,采用受电流驱动的驱动器电路,也将在组成电流输出级的晶体管元件中发生变化。这又在来自输出端的层次输出电流中造成变化,使得它不可能正常地显示图象。
发明内容
为达到这个目的,用于根据本发明EL显示屏(EL显示装置)的驱动电路包括输出单元电流和通过改变晶体管数目产生输出电流的多个晶体管。并且,该驱动电路通过组成多级电流反映电路来表示它的特征。密集地形成了通过电压传递信号的晶体管群体。此外还在这晶体管群体如电流反映电流群体之间通过电流传递信号。另外,由多个晶体管产生参考电流。
本发明的第一发明项是适用于EL显示屏的一种驱动器电路。包括:
产生参考电流的参考电流产生装置;
第一电流源,它被来自参考电流产生装置的参考电流供电,并输出第一电流,它相当于到多个第二电流源的参考电流;
第二电流源,它被从第一电流源输出的第一电流供电,并输出第二电流,它相当于到多个第三电流源的第一电流,以及
第三电流源,它被从第二电流源输出的第二电流供电,并输出第三电流,它相当于到多个第四电流源的第二电流,
在四个电流源之间的特征是根据输入图象数据来选定单元电流源的适合数目来表示。
本发明的第二发明项是一种用于EL显示屏的驱动器电路,包括:
多个电流发生器电路,每个电路具有单元晶体管,它在数目上等于2的幂,
连接到有关电流发生器电路的开关电路;
连接到诸输出端的内部接线;以及
控制电路,它根据输入数据对开关电路作接通和断开,
其中,把每个开关电路的一端连接到该电流发生器电路,把另一端连接到这内部接线。
本发明的第三发明物是一种用于根据本发明第二发明的EL显示屏的驱动器电路,其中:
单元晶体管的沟道宽度W为从2到9μm,包括这两个尺寸,以及
晶体管的尺寸(WL)为4μm2或更大。
本发明的第四发明项是一种用于根据本发明第二发明项的EL显示屏的驱动器电路,其中;
单元晶体管沟道长度L对沟道宽度W之比是2或更大,以及
所用的电源电压是在2.5V和9V之间,包括这两个电压。
本发明的第五发明物是一种用于EL显示屏的驱动器电路,包括:
由多个通过第一单元电流的单元晶体管构成的第一输出电流电路;
由多个通过第二单元电流的单元晶体管构成的第二输出电流电路;以及
输出级,它产生由第一输出电流电路的输出电流和第二输出电流电路的输出电流加起来而得的一输出,
其中第一单元电流小于第二单元电流,
第一输出电流电路根据层次,在低的层次区和高的层次区中工作,以及
第二输出电流电路根据层次在高的层次区中工作,而当第二输出电流电路工作时,在高的层次区中,第一输出电流电路的输出电流不改变电流值。
本发明的第六发明物是一种用于EL显示屏的驱动器电路,包括:
程控电流发生器电路,它具有多个对应于输出端的单元晶体管;
产生第一参考电流的诸第一晶体管,这参考电流限定流经诸单元晶体管的电流;
连接到多个第一晶体管栅极端的栅极接线,以及
第二和第三晶体管,它们的栅极端被连接到该栅极接线,且连同诸第一晶体管组成电流反映电路,
其中第二参考电流被提供到第二和第三晶体管。
本发明的第七发明物是用于根据本发明第六发明物EL显示屏的驱动器电路,包括:
程控电流发生器电路,它具有多个对应于输出端的单元晶体管;
多个第一晶体管,它连同这些单元晶体管形成电流反映电路,以及
产生流经这些第一晶体管的参考电流的第二晶体管,
其中,由第二晶体管产生的参考电流通过多个第一晶体管分流。
本发明的第八发明物是用于根据本发明第六或第七发明物的EL显示屏的驱动器电路,其中,在包括该驱动器电路的驱动器IC芯片中,第三晶体管在设置该第一参考电流供给接线的一个区域中,被电连接到设置在该区中的参考电流供给接线组合放在最外面的两根接线,
本发明的第九发明物是一种EL显示装置,包括:
第一基底,在该基底上把驱动器晶体管设置在一矩阵中,且该基底包含由对应于诸驱动器晶体管形成的EL元件构成的显示区;
源驱动器IC,它为诸驱动器晶体管施加程控电流或电压;
第一接线,它形成在位于源驱动器IC下面的第一基底上;
电连接到第一接线的第二接线,且形成在源驱动器IC和显示区之间;以及
阴极接线,它从第二接线分支出来,并对显示区中的象素施加阳极电压。
本发明的第十发明物是根据本发明第九发明物的EL显示装置,其中第一接线具有屏蔽光的功能。
本发明的第十一发明物是一种EL显示装置,包括:
显示区,在这区中带有EL元件的象素被形成于一矩阵中;
驱动器晶体管,它为EL元件提供光发射电流,以及
源驱动器电路,它为驱动器晶体管提供程控电流,
其中,该诸驱动器晶体管是P-沟晶体管,而
在源驱动器电路中,产生程控电流的诸晶体管则是N-沟晶体管。
本发明的第十二发明物是一种EL显示装置,包括
显示区,在该区中EL元件,为EL元件供给光发射电流的诸驱动器晶体管,在诸驱动器晶体管和元件之间形成通路的第一开关元件,和在诸驱动器晶体管和诸源信号线之间形成通路的第二开关元件被形成于一矩阵中;
第一栅极驱动器电路,它执行第一开关元件的开通/断开控制;以及
第二栅极驱动器电路,它执行第二开关元件的开通/断开控制;
源驱动器电路,它为诸晶体管元件施加视频信号;以及
源驱动器电路,它为诸驱动器晶体管提供程控电流,
其中驱动器晶体管是P-沟晶体管,而
在源驱动器电路中产生程控电流的诸晶体管则是N-沟晶体管。
本发明的第十三发明物是一种显示装置,包括:
若干EL元件;
若干P-沟驱动器晶体管,它们为EL元件提供光发射电流;
若干开关晶体管,形成于诸EL元件和诸驱动器晶体管之间;
源驱动器电路。它提供程控电流;以及
栅极驱动器电路。它们在一帧周期中保持诸开关晶体管截止历时两个横向扫描周期或更长。
附图简述
图1是在根据本发明的显示屏中,象素的方块图;
图2是在根据本发明的显示屏中,象素的方块图;
图3是图示说明根据本发明的显示屏工作的解释性图解;
图4是图示说明根据本发明的显示屏工作的解释性图解;
图5是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图6是根据本发明显示装置的方块图;
图7是图示说明根据本发明显示屏的制作方法的解释性图解;
图8是根据本发明显示装置的方块图;
图9是根据本发明显示装置的方块图;
图10是根据本发明显示屏的剖面图;
图11是根据本发明显示屏的剖面图;
图12是图示说明根据本发明显示屏的解释性图解;
图13是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图14是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图15是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图16是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图17是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图18是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图19是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图20是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图21是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图22是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图23是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图24是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图25是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图26是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图27是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图28是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图29是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图30是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图31是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图32是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图33是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图34是根据本发明显示装置的方块图;
图35是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图36是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图37是根据本发明显示装置的方块图;
图38是根据本发明显示装置的方块图;
图39是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图40是根据本发明显示装置的方块图;
图41是根据本发明显示装置的方块图;
图42是在根据本发明显示屏中一象素的方块图;
图43是在根据本发明显示屏中一象素的方块图;
图44是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图45是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图46是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图47是在根据本发明显示屏中一象素的方块图;
图48是根据本发明显示装置的方块图;
图49是图示说明根据本发明驱动电路的解释性图解;
图50是在根据本发明显示屏中一象素的方块图;
图51是在根据本发明显示屏中一象素的图解;
图52是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图53是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图54是在根据本发明显示屏中一象素的方块图;
图55是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图56是图示说明根据本发明显示装置的驱动方法的解释性图解;
图57是图示说明根据本发明手机的解释性图解;
图58是图示说明根据本发明取景器的解释性图解;
图58是图示说明根据本发明摄像机的解释性图解;
图60是图示说明根据本发明数码相机的解释性图解;
图61是图示说明根据本发明TV(监视器)的解释性图解;
图62是在常规显示屏中一象素的方块图;
图63是根据本发明驱动电路的功能块图解;
图64是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图65是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图66是图示说明基于电压传递型多级电流反映电路的解释性图解;
图67是图示说明基于电流传递型多级电流反映电路的解释性图解;
图68是图示说明根据本发明另一示例的驱动器电路的解释性图解;
图69是图示说明根据本发明另一示例的驱动器电路的解释性图解;
图70是图示说明根据本发明另一示例的驱动器电路的解释性图解;
图71是图示说明根据本发明另一示例的驱动器电路的解释性图解;
图72是图示说明常规驱动器电路的解释性图解;
图73是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图74是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图75是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图76是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图77是图示说明根据本发明驱动器电路的控制方法的解释性图解;
图78是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图79是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图80是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图81是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图82是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图83是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图84是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图85是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图86是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图87是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图88是图示说明根据本发明驱动方法的解释性图解;
图89是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图90是图示说明根据本发明驱动方法的解释性图解;
图91是根据本发明EL显示装置的方块图;
图92是根据本发明EL显示装置的方块图;
图93是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图94是图示说明根据本发明驱动器电路的解释性图解;
图95是根据本发明EL显示装置的方块图;
图96是根据本发明EL显示装置的方块图;
图97是根据本发明EL显示装置的方块图;
图98是根据本发明EL显示装置的方块图;
图99是根据本发明EL显示装置的方块图;
图100是根据本发明EL显示装置的剖面图;
图101是根据本发明EL显示装置的剖面图;
图102是根据本发明EL显示装置的方块图;
图103是根据本发明EL显示装置的方块图;
图104是根据本发明EL显示装置的方块图;
图105是根据本发明EL显示装置的方块图;
图106是根据本发明EL显示装置的方块图;
图107是根据本发明EL显示装置的方块图;
图108是根据本发明EL显示装置的方块图;
图109是根据本发明EL显示装置的方块图;
图110是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图111是根据本发明栅极驱动器电路的方块图;
图112是示于图111中栅极驱动器电路的定时略图;
图113是根据本发明的部分栅极驱动器电路的方块图;
图114是示于113中栅极驱动器电路的定时略图;
图115是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动方法的解释性图解;
图116是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动方法的解释性图解;
图117是图示说明根据本发明EL显示装置驱动电路的解释性图解;
图118是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图119是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图120是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图121是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图122是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图123是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图124是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图125是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图126是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图127是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图128是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图129是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图130是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图131是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图132是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图133是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图134是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图135是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图136是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图137是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图138是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图139是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图140是图示说明根据本发明显示屏的解释性图解;
图141是图示说明根据本发明显示屏的解释性图解;
图142是图示说明根据本发明显示屏的解释性图解;
图143是图示说明根据本发明显示屏的解释性图解;
图144是在根据本发明显示屏中一象素的方块图;
图145是在根据本发明显示屏中一象素的方块图;
图146是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图147是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图148是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图149是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图150是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图151是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图152是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图153是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图154是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图155是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图156是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图157是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图158是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图159是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图160是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图161是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图162是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图163是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图164是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图165是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图166是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图167是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图168是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图169是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图170是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图171是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图172是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图173是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图174是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动方法的解释性图解;
图175是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动方法的解释性图解;
图176是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动电路的解释性图解;
图177是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动电路的解释性图解;
图178是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动电路的解释性图解;
图179是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动电路的解释性图解;
图180是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动电路的解释性图解;
图181是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动电路的解释性图解;
图182是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图183是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图184是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图185是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图186是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动方法的解释性图解;
图187是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动方法的解释性图解;
图188是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动电路的解释性图解;
图189是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动电路的解释性图解;
图190是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动电路的解释性图解;
图191是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动电路的解释性图解;
图192是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动方法的解释性图解;
图193是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动方法的解释性图解;
图194是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动方法的解释性图解;
图195是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动方法的解释性图解;
图196是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动电路的解释性图解;
图197是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动方法的解释性图解;
图198是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动方法的解释性图解;
图199是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动电路的解释性图解;
图200是图示说明根据本发明EL显示装置的驱动方法的解释性图解;
图201是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图202是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图203是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图204是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图205是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图206是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图207是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图208是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图209是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图210是图示说明根据本发明EL显示装置的解释性图解;
图211是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图212是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图213是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图214是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图215是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图216是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图217是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图218是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图219是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图220是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图221是图示说明根据本发明显示装置的解释性图解;
图222是图示说明根据本发明显示装置的解释性图解;
图223是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图224是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图225是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图226是图示说明根据本发明源驱动器IC的解释性图解;
图227是图示说明根据本发明显示装置的解释性图解;
图228是图示说明根据本发明显示装置的解释性图解;
(代号说明)
11晶体管(薄膜晶体管)
12栅驱动器IC(电路)
14源驱动器IC(电路)
15EL(元件)(发光元件)
16象素
17栅信号线
18源信号线
19存储电容(附加电容器、附加电容量)
50显示屏幕
51写入象素(行)
52非显示象素(非显示区,非照明区)
53显示象素(显示区、照明区)
61移位寄存器
62逆变器
63输出缓冲器
71阵列板(显示屏)
72激光照射范围(激光斑点)
73定位记号
74玻璃基底(阵列板)
81控制IC(电路)
82电源IC(电路)
83印刷板
84柔性板
85密封盖
86阴极接线
87阳极接线(Vdd)
88数据信号线
89栅极控制信号线
101斜坡(肋)
102层间绝缘薄膜
104接触连接器
105象素电极
106阴极电极
107干燥剂
108λ/4片
109偏振片
111薄的封装膜
281无效象素(行)
341输出级电路
371OR(“或”)电路
401照明控制线
471反向偏置线
472栅极电位控制线
561电子调节器电路
562晶体管的SD(源-漏)短路电路
571天线
572电键
573外壳
574显示屏
581出射光瞳
582放大透镜
583凸透镜
591支承点(中枢点)
592取象透镜
593存储部分
594开关
601主体
602摄影部分
603快门开关
611安装框
612支架
613框架
614固定部件
631电流源
632电流源
633电流源
641开关(开通/断开装置)
634电流源(单一单元)
643内部接线
651调节器(电流调节装置)
681晶体管群体
691电阻器(电流限制装置,产生预定电流的装置)
692译码器电路
693电平移位器电路
701计数器(计数装置)
702或非
703与
704电流输出电路
711微调电容器电路
721D/A逆变器
722运算放大器
731模拟开关(开通/断开装置)
732逆变器
761输出基座(输出信号端)
771参考电流源
772电流控制电路
781温度探测电路
782温度控制电路
931串级电流连接线
932参考电流信号线
941i电流输入端
941o电流输出端
951基本阳极线(阳极电压线)
952阳极接线
953连接端
961连接阳极线
962共用阳极线
971接触孔
991基本阴极线
992输入信号线
1001连接树脂(导电树脂,各向异性导电树脂)
1011光吸收薄膜
1012树脂小球
1013密封树脂
1021电路形成部段
1051栅极电压线
1091电源电路(IC)
1092电源IC控制信号
1093栅极驱动器电路控制信号
1111单元栅极输出电路
1241调节晶体管
1251切割位置
1252公用端
1341无效晶体管
1351晶体管(单一单元晶体管)
1352子晶体管
1401开关电路(模拟开关)
1491闪存(设定存储装置)
1501激光器件
1502激光
1503电阻器阵列(调节电阻器)
1521开关(开通/断开装置)
1531稳态晶体管
1541与非电路
1601电容器
1611静止开关(开通/断开控制装置,参考电流开通/断开装置)
1671保护二极管
1731符合电路(层次探测电路)
1741输出开关电路
1742双向开关
1821阳极连接电路
2011线圈(变压器)
2012控制电路
2013二极管
2014电容器
2021开关
2022温度传感器
2041电平移位器电路
2042栅极驱动器控制信号
2061结合层(连接层,热导层,和粘结层)
2062底盘(金属底盘)
2063凸出部分和凹陷部分
2071小孔
2211控制电极
2212视频信号电路
2213电子发射高度
2214保持电路
2215开通/断开控制电路
2221选择信号线
2222开通/断开信号线
2281密封树脂
具体实施方式
为了便于理解和/或说明,本文中附图的某些部分作了省略和/或予以放大/缩小。例如,在示于图11的显示屏剖面图中,把薄的封装膜111等作为十分厚的来示出。另一方面,在图10中,封装盖85作为薄的来示出。某些部分则被省略了。例如,虽然根据本发明的显示屏需要一种象圆偏振片那样的相位薄膜以防止反射,但是在本文的附图中省略了这种相位薄膜。这种情况也适用到下面的附图中。另外,对相同或相似的形态,材料,功能元件,或操作都用相同的标号或字母来指出。
顺便提一下,参考附图等所作之描述,即使没有专门指出,也可与其它示例等相结合。例如,可把触摸屏等附装到在图8中的显示屏,来提供示于图19和59到61中的信息显示装置。还有,可安装放大透镜1582以构成一取景器(见图58)供视频摄像机等之用(见图159,等)。还有,参考图4,15,18,21,23,等描述的驱动方法可适用到根据本发明的任何显示装置或显示屏。
还有,在本文中的薄膜晶体管是作为驱动器晶体管11和开关晶体管11被提到的,这不是限制性的。可用薄膜二极管(TFD)或环状二极管(ring diode)代替。还有,本发明并不限于薄膜元件,也可使用在硅片上形成的晶体管。在这种场合下,基板71可由硅片制成。不用说,也可使用FET(场效应晶体管),MOS-FET(金属-氧化物-半导体FET),MOS晶体管,或双极型晶体管。从本质上来说,它们都是薄膜晶体管。不言而喻,本发明也可使用可变电阻,闸流晶体管,环形二极管,光二极管,光晶体管,或PLZT元件。这就是说,根据本发明的晶体管11,栅极驱动器电路12,和源极驱动器电路14都可使用上面元件中的任何元件。
在下面将参考附图来描述根据本发明的EL屏。如图10所示,有机的EL显示屏包括玻璃基底(阵列板)71,作为象素电极形成的透明电极105,至少一层有机功能层(EL层)15,和一金属电极(反射薄膜)(阴极)106,它们在另一个的顶上被堆叠一层,在此处,该有机的功能层包括电子输运层,光发射层,正空穴输运层,等。当对阳极即透明电极(象素电极)105加以正电压,而对阴极即金属电极(反射电极)106加以负电压时,就是说,当在透明电极105和金属电极106之间,加上直流电流时,有机的功能层(EL层)15就发射光。
较佳的是,金属电极106由具有小的功函数的金属制成,诸如锂,银,铝,镁,銦,铜,或它们的合金。尤其是,(例如)较佳地选用AL-Li合金。透明电极105则可由具有大的功函数的导电材料制成,诸如ITO,或金等。如果采用金作为电极材料,则电极变得半透明的。顺便提一下,可用IZO或其它材料来代替ITO。这种情况也适用于其它象素电极105。
顺便提一下,把干燥剂107放在密封盖85和阵列板71之间的空隙中。这是因为有机的EL薄膜15易于受到潮气的侵入。干燥剂107吸收渗入密封层的水份,从而防止有机的EL薄膜15变质。
虽然在图10中,密封盖85被用作密封,但是可用薄膜111(这可以是一种薄膜,即薄的封装膜)来密封,如图11所示。该封装薄膜(薄的封装膜)111可以是(例如)一种在其上气相沉积DLC(类金刚石碳)的电解电容器薄膜。这薄膜表现出极低的潮湿渗透(高抗潮湿)特性。它被用作薄的封装膜111。还有,不言而喻,可把DLC(类金刚石碳)直接气相沉积到金属电极106的表面上。另外,薄的封装膜可通过层压薄的树脂膜和金属膜来形成。
理想的是,薄膜的膜厚度应是这样,使得n·d等于或小于该EL元件15的主发射波长λ(此处n是薄膜的折射率,或如果是用两种以上薄膜层压的,则是折射率的总和(计算各薄膜的n·d);d是i薄膜的厚度,或者若两个或多个薄膜相层叠,d为两个或多个薄膜厚度之和。通过满足这个条件,与当使用玻璃基底作密封时相比,从EL元件15中引出的光的效率有可能多于两倍。此外,还可使用合金,混合物或铝和银的层叠制件。
在上面描述的使用薄的封装膜111代替密封盖85来密封的技术被称之为薄膜封装。在“下侧引出(见图10;光在图10中箭头方向被引出)”的场合下,光从板71的侧面被引出,薄膜封装涉及形成EL薄膜,然后形成将在EL薄膜上起阴极作用的铝电极。于是,在这铝层上形成作为缓冲层的树脂层。可供缓冲层之用的有机材料有聚丙烯或环氧树脂。合适的膜厚度是从1μm到10μm(包括这两个尺寸),更佳的是,膜厚度为从2μm到6μm(包括这两个尺寸)。封装膜74形成在缓冲膜上。在没有缓冲膜的情况下,EL薄膜的结构将会受到应力而形变,导致有条纹的缺陷。如上所述,该薄的封装膜111可由(例如)DLC(类金刚石碳)或层叠结构(由交替地气相沉积薄的电介质膜和铝膜)的电解电容器制成。
在“顶侧引出”(见图11;光在图11中箭头方向被引出)”的场合下,光从EL层15的侧面被引出,薄膜封装包括形成EL薄膜15,然后在EL薄膜上形成厚为20埃(包括这尺寸在内)到300埃的Ag-Mg薄膜,以起到阴极(阳极)的作用。把诸如ITO的透明电极形成在薄膜上以减少电阻。然后在电极薄膜上形成树脂层作为缓冲层。在这缓冲层上形成薄的封装膜111。
由有机的EL层15产生的光的一半被金属电极106反射,并经过阵列板71发射。不过,金属电极106反射外部的光,导致降低显示屏反差的眩光。为对付这个情况在阵列板71上放置λ/4相位片108和偏振片(偏振薄膜)109。通常,把这些称为圆偏振片(圆偏振板)。
顺便提一下,如果象素是反射的电极,则由有机的EL层15产生的光向上反射。因此,不用说,相位片108和偏振片109被放在发射光的侧面上。反射象素可通过用铝,铬,银等制成象素电极而得到。还有,通过在象素电极105的表面上设有凸出物(或凸出物和凹陷物)有可能与有机的EL层15增加一界面,从而增加发射光的面积,导致增进光发射的效率。顺便提一下,起阴极106(阳极105)作用的反射薄膜被制成透明的电极。如果能把反射减少到30%或更少,就不需要圆偏振片了。这是因为大大地减少了眩光之故。也减少了光干涉。
较佳的是,LDD(低掺杂漏极)结构用于晶体管11。以有机的EL元件(已知的各种缩写包括OEL,PEL,PLED,OLED)15为例,将在本文描述EL元件,但这不是限制性的,而也可使用无机的EL元件。
有源矩阵型的有机的EL显示屏必须满足两个条件:能选择一特定的象素,并给出必需的显示信息,和在整个一个帧周期时间,有流经EL元件电流的能力。
要满足这两个条件,在示于图62中常规有机的EL象素结构中,使用开关晶体管作为第一晶体管11b以选择象素,并使用驱动器晶体管作为第二晶体管11a来为EL元件(EL薄膜)15提供电流。
为利用这结构来显示层次,必须把对应于该层次的电压施加到驱动器晶体管11a的栅极上。因此,在驱动器晶体管11a的开通电流中的变化直接出现在显示屏上。
如果晶体管是单晶的,则晶体管的开通电流是极为均匀的。但是,在通过在温度不超过450℃时的低温多晶硅技术形成在不贵的玻璃基底上的低温多晶体管的场合下,它的阈值在±0.2V到0.5V的范围中变化。流经驱动器晶体管11a的开通电流相应地作变化,造成显示不规则。这不规则的情况不仅由在阈电压中的变化所造成,而且还由晶体管的迁移率和栅极绝缘薄膜的厚度造成的。特性也由于晶体管11的退化而变化。
这现象并不局限于低温多晶硅技术,而在通过工艺温度为450(摄氏度)或更高的高温多晶硅技术在固相(CGS)中生长的、半导体薄膜上形成的晶体管中亦会发生。另外,这现象能在有机晶体管和无定形硅晶体管中发生。
正如在下面所描述的,本发明提供能适应上面诸技术的一种结构或方案。在本文给出的描述主要是通过低温多晶硅技术生产的晶体管。
在通过如图62中所示的施加电压来展示层次的方法中,为获取均匀的显示必须严格地控制器件的特性。不过,目前的低温多晶体多晶硅晶体管等不能满足一个它规定诸变化要保持在一预先确定的范围之内的技术要求。
在根据本发明的EL显示屏中的各象素结构包括至少四只晶体管11和一EL元件,如在图1中所具体示出的。象素电极被构作成与源极信号线交叠。明确地说,把象素电极105形成在用于绝缘的、形成在源信号线18上的绝缘薄膜即平面化的聚丙烯薄膜上。象素电极与至少部分源信号线18交叠的结构被称为高孔径(HA)结构。这减少了不必要的光干涉并使有正常的光发射。
当栅信号线(第一扫描线)17a被触发时(施加开通电压),待流经EL元件15的电流从源极驱动器电路14通过EL元件15的驱动器晶体管11a和开关晶体管11c被传递。并且,因栅信号线17a的触发(对它施加开通电压),晶体管11b就开通,造成在晶体管11a的栅极和漏极间的短路,而晶体管11a的栅极电压(或漏极电压)被储存于连接在晶体管11a的栅极和漏极间的电容器(存储电容量,附加电容量)19之中(见图3(a))。
较佳的是,电容器(存储电容量)19应是从0.2pF到2pF(包括这两个量)。更佳的是,电容器(存储电容量)应是从0.4pF到1.2pF(包括这两个量)。把象素尺寸考虑在内来确定电容器19的电容量。如果对单个象素所需的容量是Cs(pF),和由该象素所占有的面积(而不是孔径比)为Sp(μm2),则应满足条件500/Sp≤Cs≤20000/Sp,更佳的条件是1000/Sp≤Cs≤10000/Sp。由于晶体管的栅极电容是小的,所以在这里提到的Q只是存储电容(电容器)19的电容量。
栅信号线17a被去掉触发(加以断开电压),栅信号线17b被触发,且电流路径被切换到包括第一晶体管11a,连接到EL元件15的晶体管11d,和EL元件15来把存储的电流传递到EL元件15(见图3(b))的路径。
在这电路中,单个象素包含四只晶体管11。晶体管11a的栅极连接到晶体管11b的源极。晶体管11b和11c的栅极连接到栅信号线17a。晶体管11b的漏极连接到晶体管11c的源极和晶体管11d的源极。晶体管11c的漏极连接到源信号线18。晶体管11d的栅极连接到栅信号线17b,而晶体管11d的漏极连接到EL元件15的阳极电极。
顺便提一下,在图1中的所有晶体管是P-沟晶体管。与N-沟晶体管相比,P-沟晶体管或多或少具有较低的迁移率,因为它们对电压和退化是更为稳定的,所以被较佳选用。不过,根据本发明的EL元件并不限于P-沟晶体管,而本发明可单用N-沟晶体管。并且,本发明可使用N-沟和P-沟晶体管两者。
最适宜的是,P-沟晶体管不仅应该用于内置的栅极驱动器12,而且还应该用作构成象素的所有晶体管11。通过只由P-沟晶体管构成的阵列,有可能把掩模减少到5个,导致低成本和高产率。
为方便对本发明的理解,在下面将参考图3来描述根据本发明EL元件的结构。采用两个时标来控制根据本发明的EL元件。第一时标是当所需的电流值被储存之时的时刻。用这时标开通晶体管11b和晶体管11c形成示于图3(a)的等效电路。从信号线施加预定的电流Iw。这使晶体管11a的栅极和漏极连通,让电流Iw流经晶体管11a和晶体管11c。因此,晶体管11a的栅-源电压使得I1能流动。
第二时标是当晶体管11b和晶体管11c被断开,而晶体管11d被接通时的时刻。此时可得示于图3(b)的等效电路。晶体管11a的源-栅电压保持不变。在这个场合下,由于晶体管11a总是在饱和区中工作,所以电流Iw保持不变。
这操作的结果示于图5。具体地说,在图5(a)中的标号51a代表在某时间点用电流程控的、在显示屏幕50上的一个象素(行)(图象素行)。该象素行51a是非照明的(非显示象素(行)),如图5(b)所示。其它象素(行)是显示象素(行)53(电流流经在显示区53中的非象素53的EL元件15,造成EL元件15发射光)。
在图1的象素结构中,在如图3(a)所示的电流程控期间,程控的电流Iw流经源信号线18。电流Iw流经晶体管11a,而在电容器19中,电压被设定(被程控)以维持电流Iw。此时,晶体管11d是开路的(断开)。
在当电流流经EL元件15的期间,晶体管11c和11b截止,而晶体管11d开通如图3(b)所示。明确地说,把关断电压(Vgh)加到栅信号线17a,截止晶体管11b和11c。另一方面,把开通电压(Vgl)加到栅信号线17b,开通晶体管11d。
时标图示于图4。在图4括号中的指标(例如,(1))指出象素的行数。明确地说,栅信号线17a(1)代表在象素行(1)中的栅信号线17a。还有,在图4的最高行中,*H(此处“*”是任意记号或数字,并指出水平扫描线数)指出水平扫描时段。明确地说,1H是第一横向扫描时段。顺便提一下,在上面所描述的这些项目(1H数,1-H周期,象素行数的次序,等)为的是要方便解释,而并不为了要限制。
从图4可看出,在每个所选的象素行中(假设选择时段是1H),当把开通电压加到栅极信号线17a时,关断电压加到栅信号线17b。在这时段中,没有电流流经EL元件15(非照明的)。在非选择的象素行中,把关断电压加到栅信号线17a并把开通电压加到栅极信号线17b,在这时段中,电流流经EL元件15(照明的)。
顺便提一下,晶体管11b的栅极和晶体管11c的栅极连接到相同的栅极信号线17a。不过,晶体管11b的栅极和晶体管11c的栅极可连接到不同的栅极信号线17。于是,一象素将有三根栅信号线(两根在图1的结构中)。通过独立地控制晶体管11b栅极的开通/截止时标和晶体管11c栅极的开通截止时标,有可能进一步减少由于在晶体管中11a的变化而引起的在EL元件15的电流值中的变化。
通过共用栅信号线17a和栅信号线17b,并对晶体管11c和11d使用不同的导电类型(N-沟和P-沟),有可能简化这驱动电路和改进象素的孔径比。
采用这种结构,来自信号线的写入路径被根据本发明的操作时标关断。就是说,当预定的电流被储存时,如果电流路径被分支,则准确的电流值不被储存在晶体管11a的源极(S)和栅极(G)之间的电容(电容器)中。通过使用不同导电类型的晶体管11c和11d,并控制它们的阈值,则当扫描线切换时有可能保证在晶体管11c被截止时晶体管11d被开通。
不过,在那个场合下,由于必须准确地控制晶体管的阈值,所以必须注意过程处理。上述的电路可采用至少四只晶体管来实现,但为了准确的时标控制或为了减少反映效应(稍后描述),即使把包括晶体管11e的多于四只晶体管串接起来,操作的原理是相同的。通过增加晶体管11e,有可能通过晶体管11c更精确地把程控电流传递到EL元件15。
顺便提一下,根据本发明的象素结构并不限于在图1和2中所示的那些。例如,可把象素构作成如图140中所示的。与在图1中的结构不一样,图140缺少晶体管11d。代之的是,形成或设置一转换开关1401。在图1中的开关11d起着开通和关断(通过和截断)从驱动器晶体管11a传递到EL元件15的电流的功能。也正如在后续的示例中所描述的,晶体管11d的开通和截止的控制功能构成本发明的一个重要部分。在图140中的结构,在没有采用晶体管11d的情况下获得开通/关断的功能。
在图140中,转换开关1401的一个端点a被连接到阳极电压Vdd。顺便提一下,加到端点a的电压并不限于阳极电压Vdd。它可以是任何能关断流经EL元件15电流的电压。
把转换开关1401的端点b连接到阴极电压(在图140中,作为地被指出)。顺便提一下,加到端点b的电压并不限于阴极电压。它可以是任何能开通流经EL元件15电流的电压。
把转变开关1401的端点C与EL元件15的阴极端相连接。顺便提一下,转换开关1401可以是任何类型的,只要它具有开通和关断流经EL元件15的能力就行。因此,它的安装位置并不限于示于图140的位置上,而该开关可被装置在电流被传递到EL元件15路径上的任何地方。还有,该开关并不限于它的功能度,只要它能开通和关断流经EL元件15的电流就行。简短地说,本发明可具有任何象素结构,只要把能开通和关断流经EL元件15电流的开关装置安装在EL元件15的电流路径上就行。
还有,术语“断开”并不意味没有电流流动的一个状态,而是意味着一个状态,在这个状态中流经EL元件15的电流被减少到低于正常状态的电流。在上面提到的术语也适用于本发明的其它结构中。
因为通过P-沟和N-沟晶体管的组合,可容易地实现转换开关1401,所以它不需要解释。例如,它能被两个模拟开关的电路来实现。当然,转换开关1401可单由P-沟或N-沟晶体管制作,因为它仅关断流经EL元件15的电流。
当把转换开关1401连接到端点a时,Vdd电压就加到EL元件15的阴极端。因此,与被驱动器晶体管11a的栅极端G所保持电压的电压状态无关,电流并不流经EL元件15。因此,这EL元件15是非照明的。
当把转换开关1401连接到端点b时,就把电压GND加到EL元件15的阴极端。因此,电流根据由驱动器晶体管11a的栅极端G所保持的电压状态经过EL元件15而流动。因此,这EL元件15是照明的。
因此,在示于图140的象素结构中,在驱动晶体管11a和EL元件15之间不形成开关晶体管11d。不过,通过控制转换开关1401来控制EL元件15的照明是可能的。
在示于图1,2,等的象素结构中,一象素包含一只驱动器晶体管11a。不过,本发明并不限于这种情况,而一象素可能包含两只或更多的驱动器晶体管11a。在图144中示出一示例,在这图中示出一象素包含两只驱动器晶体管11a1和11a2,它们的栅极端连接到一共用的电容器19。通过使用多个驱动器晶体管11a,有可能减少在程控电流中的变化。结构的另外部分与示于图1及其类同图中的那些是相同的,因此,省略对它的描述。
在图1和2中,通过驱动器晶体管11a输出的电流流经EL元件15,并通过形成在驱动器晶体管11a和EL元件15之间的开关晶体管11d来开通和关断。不过,本发明并不限于这种情况。例如,另一结构图示于图145。
在示于图145的示例中,传递到EL元件15的电流通过驱动器晶体管11a来控制。流经EL元件15的电流通过设置在Vdd端点和EL元件15之间的晶体管11d来开通与断开。因此,根据本发明,晶体管11d可设置在任何地方,只要它能控制流经EL元件15的电流。
在晶体管11a的特性中的变化与晶体管的尺寸有关联。为减少在特性中的变化,较佳的是,第一晶体管11a的沟道长度是从5μm到100μm(包括这两个尺寸)。更佳的是,该下度是从10μm到50μm(包括这两个尺寸)。这很可能是因为长的沟道长度L增加了包含在沟道中的晶粒边界,降低了电场强度,从而抑制了扭结(kink)效应。
因此,根据本发明构筑了控制流经EL元件15电流的电路装置,形成,即设置在沿电流流入EL元件15的路径上,且沿着该路径电流留出EL元件(即,用于EL元件15的电流路径)。
顺便提一下,用来控制沿电流流入EL元件15的路径的结构,并不限于在图1,140或类同的图所示的在电流-程控模式下的象素结构。例如,也可使用在图141中示出的在电压程控模式下的象素结构。在图141中,在EL元件15和驱动器晶体管11a之间晶体管11d的设置使控制流经EL元件15的电流成为可能。当然,开关电路1401可如图140所示的那样来设置。
而且,即使在电流成反映的场合下,通过在驱动器晶体管11b和EL元件15之间形成即设置作为开关元件的晶体管11g的一种电流程控的类型,有可能开通和断开(控制)流经EL元件15的电流。当然,晶体管11g可用在图140中的转换开关1401来替代。
顺便提一下,虽然在图142中的开关晶体管11d和11c连接到单一的栅极信号线17a,但是开关晶体管11c可被栅极信号线17a1控制而开关晶体管11d可被栅极信号线17a2控制,如图143所示。在图143中的结构使象素16的控制更为多能。
如图42(a)所示,晶体管11b和11c可以是N-沟晶体管。并且,如图42(b)所示,晶体管11c和11d可以是P-沟晶体管。
本发明的一个目的是要提出一种电路结构,在这结构中,在晶体管特性方面的变化不会影响显示。对此,需要四只或更多的晶体管。当使用晶体管特性决定电路常数时,如果四只晶体管的特性是一致的,要确定合适的电路常数是困难的。晶体管特性的阈值和晶体管的迁移率这两者都根据沟道方向相对于激光辐照的纵轴是横向的还是纵向的而变化。顺便提一下,在这两个场合下,在上面的情况中变化是较多的。不过,迁移率和平均阈值在横向方向和纵向方向之间变化。因此,在一象素中的所有晶体管具有相同的沟道方向是理想的。
并且,如果存储电容19的电容值为Cs,第二晶体管11b的截止电流值为Ioff。则较佳的是要满足下列方程:
3<Cs/Ioff<24
更加好的是要满足下列方程:
6<Cs/Ioff<18
通过把晶体管11b的截止电流设置为5pA或更小,有可能把在流经EL电流中的变化减小到2%或更小。这是因为当泄漏电流增加时,存储在栅极和源极(跨越该电容器)之间的电荷不能在不加电压的情况下维持一个力场。因此,电容器19存储容量越大,容许的关断电流量就越大。通过满足上面的方程,有可能把在相邻象素间的电流值中的起伏减少到2%或更少。
并且,较佳的是构成有源矩阵的晶体管是P-沟多晶硅薄膜晶体管,而晶体管11b是双栅极或多栅极晶体管,晶体管11b需要尽可能高的开通/截止比,它为晶体管11a起着源-漏的开关作用。通过为晶体管11b采用双栅极或多栅极结构,有可能获得高的开通/截止比。
在象素16中构成晶体管11的半导体薄膜,一般是在低温多晶硅技术中通过激光退火形成的。在激光退火条件中的变化导致在晶体管11特性方面的变化。不过,如果在象素16中晶体管11的特性是一致的,有可能采用如图1所示的那种电流程控来驱动象素,使得预定的电流将流经EL元件15。这是电压程控所缺少的一个优点。较佳的是,所用的激光器是一种激态基态复合物的激光器。
顺便提一下,根据本发明的半导体薄膜的形成并不限于激光退火法。本发明也能采用热退火法和一种涉及固相生长(CGS)的方法。另外,本发明并不限于低温多晶硅技术,也可采用高温多晶硅技术。
为处理这个问题,本发明在平行于源极信号线18方向上移动激光班点(激光辐照范围)72,如图7所示。并且,用这样一种方法来移动激光班点72,以使与一象素行对齐。当然,象素的行数并不限于一行。例如,可以通过在图72中将RGB(  绿兰)(在本例中三列象素)看作,单一象素16那样射出激光。并且,激光可同时射向两个或更多的象素。不用说,移动的激光辐照范围可能会交叠(对于移动的激光辐照范围相交叠是常见的)。
用这样一种方法构筑的象素,使三个RGB象素形成一正方的形状。因此,R,G,B象素中的每一个具有长方形的形状。从而,通过采用长方形激光班点72退火,有可能消除在各象素内的晶体管11特性上的变化。并且,可把连接到同一源极信号线18的晶体管11的特性(迁移率,Vt,S值等)制作成一致的(即,虽然连接到相邻源极信号线18的晶体管11可在特性上有所不同,但可把连接到同一源极信号线上的晶体管11特性制作成几乎是相等的)。
在示于图7的结构中,把三块屏板在长度方向上放在激光班点72的长度之内。发射激光班点72的退火装置识别在玻璃基底74上的定位记号73a和73b(根据图形识别自动定位)并移动激光班点72。通过图形识别装置来识别定位记号73。退火装置(未示出)识别出定位记号73并决定象素列的位置所在(使激光辐照范围72平行于源极信号线18)。它用这样的方法来发射激光班点72,以使与各个象素列的位置交叠而作连续的退火。
较佳的是,参考图7描述的激光退火法(它包括发射平行于源极信号线18的线性激光班点)尤其是是供有机的EL显示屏的电流程控之用。这是因为放在平行于源极信号线方向上的晶体管11具有相同的特性在(在纵向附近的象素晶体管的特性彼此间是十分相似的)。当象素被电流驱动时,这种情况减少源极信号线的电压电平的变化,因此,减少了不充分写入电流的机会。
例如,在白色屏面的显示器中,由于在邻近的象素中,几乎是相同的电流流经晶体管11a,所以从源极驱动器IC14中输出的电流没有显著的幅度变化。如果在图1中的晶体管11a具有相同的特性,且在象素列内供象素的电流程控之用的电流具有相同的值,则在电流程控期间,源信号线18的电位是恒定的。因此,在源信号线18上不会发生电位起伏。如果连接到同一源信号线18的诸晶体管11a具有几乎相同的特性,则在该源信号线18上应该不会有显著的电位起伏。这对其它电流可程控的象素结构也是准确的,诸如示于图38中的那一种(因此,选用示于图7中的制作法是较佳的)。
一种包括同时程控两行或更多象素行,且它通过参考图27,30等来描述的方法可获得均匀的图象显示(因为该方法主要由于晶体管特性方面变化的原因,不易显示不规则的图象)。在图27等的场合下,由于多个象素行被同时选定,如果在邻近象素行中的晶体管是一致的,则设置在长度方向上的晶体管的特性中的不规则性可被源极驱动器电路14所吸收。
顺便提一下,虽然在图7中说明了IC芯片是被堆叠在源极驱动器电路14上的,但这不是限制性的。且显然,可用与象素16相同的工艺来形成源极驱动器电路14。
特别是,本发明保证驱动器晶体管11b的电压阈值Vth2不会跌落到低于在该象素中对应的驱动器晶体管11a的电压阈值Vth1。例如,把晶体管11b的栅极长度L2制作得比晶体管11a的栅极长度L1较长,这样,即使这些薄膜晶体管的工艺参数变化时,Vth2也不会跌落到低于Vth1。这使抑制细微的电流泄漏成为可能。
顺便提一下,在上面提及的一些项目也适用于示于图38中电流反映的象素结构。在图38中的象素由下列诸元件组成,信号电流流经的驱动器晶体管11a,控制流经诸如EL元件15的光发射元件的驱动电流的驱动器晶体管11b,通过控制栅极信号线17a1,连接或断开象素电路和数据线“数据”的晶体管11c,在写入期间通过控制栅极信号线17a2短路晶体管11a的栅极和漏极的开关晶体管11d,在施加电压后,维持晶体管11a的栅-源电压的电容C19,用作光发射元件的EL元件15,等。
在图38中,晶体管11c和11d是N-沟晶体管,其它晶体管是P-沟晶体管,但这仅是示范性的而非限制性的。电容Cs的一端连接到晶体管11a的栅极,而另一端连接到Vdd(电源电位),但它可连接到任何固定电位来代替Vdd。EL元件15的阴极(负极)被连接到地电位。
接下来将描述本发明的EL显示屏即EL显示装置。图6是主要说明EL显示装置电路的解释性图解。象素16被设置即形成在一矩阵中。每个象素16与源极驱动器电路14连接,该电路输出供象素的电流程控之用的电流。在源极驱动器电路14的输出级中是对应于视频信号毕特计数的电流反映电路(稍后描述)。例如,如果采用64层次,则在有关的源极信号线上形成63个电流反映电路,以便当选定合适的电流反映电路数时,把所需的电流施加到源极信号线18(见图64)。
顺便提一下,一电流反映电路的最小输出电流是从10nA到50nA(包括这两个量)。较佳的是,电流反映电路的最小输出电流应从15nA到35nA(包括这两个量)以固定在源极驱动器IC中组成电流反映电路的晶体管的准确性。
另外,包含预充电或放电电路以强行对源信号线18充电或放电。较佳的是,对源极信号线1 8强行充电或放电的预充电或放电电路的电压(电流)输出值可单独地为R,G,和B设定。这是因为EL元件15的阈值,在R,G和B之间有区别(关于预充电电路,参考图70和173以及它的解释)。
已知有机的元件EL具有强烈的温度相依性(温度特性)。为调节由温度特性造成的发射亮度上的变化,通过对电流反映电路添加诸如热敏电阻即正温度系数热敏电阻的非线性元件以模拟方式来调节(改变)参考电流,来改变输出电流并用热敏电阻或类同的元件来调节由于温度特性而引起的变化。
根据本发明,源极驱动器14由半导体硅芯片制成,并通过芯片上的玻璃(COG)技术与在基板71上的源极信号线18的一端连接。这源极驱动器14不仅通过COG技术来安装。通过薄膜上的芯片(COF)技术来安装源极驱动器电路14并把它连接到显示屏的信号线也是可能的。关于驱动器IC,它可由三块芯片通过单独构筑电源IC82制成。
在源极驱动器IC14被安装之前来测试屏面。测试是通过加一恒定电流到源极信号线18来进行的。该恒定电流是通过附接导引线2271到形成在源极信号线18的端点的焊接点1522,并在它们的端点形成测试焊接点2272来施加,如图227中所说明的。
通过形成焊接点2272,有可能在不使用焊接点1522的情况下进行测试。
在源极驱动器IC14被安装在基底71上之后,它的周边用密封树脂2281密封,如图228所说明的。
另一方面,通过低温多晶硅技术形成栅极驱动电路12。就是说,它是以与象素中晶体管一样的工艺形成的。这是因为栅极驱动器12具有比源极驱动器电路14较简单的内部结构和较低的工作频率。因此,即使通过低温多晶硅技术也能容易地形成它,并可减小屏面宽度。当然,用硅芯片来构筑栅极驱动器电路12并采用COG技术把它安装在基板71上是可能的。并且,不仅诸如栅极驱动器,而且诸如象素晶体管的开关元件可通过高温多晶硅技术形成或可由有机材料(有机晶体管)来形成。
栅极驱动器12包含用于栅信号线17a的移位寄存器电路61a和用于栅信号线17b的移位寄存器电路61b。这些移位寄存器电路61由正位相和负位相时钟脉冲信号(CLK×P和CLK×N)以及启动脉冲(STx)来控制(参见图6)。另外,添加控制从栅极信号线的输出和非输出的一种赋能(ENABL)信号和转换移位方向朝上、朝下的一种上下(UPDWN)信号是较佳的。并且,装置一输出端以保证启动脉冲由移位寄存器移位并输出是较佳的。顺便提一下,移位寄存器的移位时标是由来自控制IC81的控制信号所控制的(参见图8和208)。并且,栅极驱动器电路12包含移位外部数据电平的电平移位电路。
由于移位寄存器电路61具有小的缓冲电容,它们不能直接驱动栅信号线17。所以,在每个移位寄存器电路61和驱动栅信号线17的输出栅极63之间至少形成两个或更多的逆变器电路62(参见图204)。
这相同的情况应用到通过诸如低温多晶硅技术的多晶硅技术在基板71上形成源极驱动器14的诸场合下。在诸如转移栅极的模拟开关栅极和源极驱动器电路14的移位寄存器之间形成多个逆变器电路,所述模拟开关栅极驱动源信号线18。下面的诸项(移位寄存器输出和驱动信号线的输出级(设置在诸如输出栅极或转移栅极的输出级之间的逆变器电路))对栅极驱动器电路和源极驱动电路是共有的。
例如,虽然从源极驱动器14的输出被直接连接到源信号线18,示于图6,但实际上从源极驱动器14的移位寄存器的输出与逆变器的多级相连接的,而逆变器输出被连接到诸如转移栅极的模拟开关栅极。
逆变器电路62由P-沟MOS晶体管和N-沟MOS晶体管组成。正如较早所描述的,栅极驱动器电路12的移位寄存器电路61的输出端与逆变器电路62的多级相连接,而最后的输出被连接到输出栅极63。顺便提一下,逆变器电路62可单独由P-沟MOS晶体管组成。不过在那个场合下,电路可被构筑成只不过是栅极电路而不是逆变器。
图8是信号的方块图,而电压供给到根据本发明显示装置上即显示装置的方块图。信号(电源接线,数据接线等)从控制IC81通过柔软基板84被供应到源极驱动器电路14a。
在图8中,用于栅极驱动器12的控制信号由控制IC产生,由源极驱动器14电平移位,并加到栅极驱动器12。由于源极驱动器14的驱动电压为4到8(V),所以从控制IC81输出的具有幅度为3.3(V)的控制信号能被转换成可被栅极驱动器12接收的、具有幅度为5(V)的信号。
在图8及与其同类的图中,由标号14标记的器件已作为源极驱动器来描述,但是代替只作为驱动器,它可包含电源电路,缓冲电路(包括诸如移位寄存器的电路),数据转换电路,寄存器电路,指令译码器,移位电路,地址转换电路,图象存储,等。显然,参考图9及其类同的图描述的三面不受约束的结构或其它结构,驱动系统等也是可应用到参考图8及其类同的图描述的结构。
当该显示屏为诸如手机的信息显示装置所用时,在显示屏的一侧安装(形成)源极驱动器IC(电路)14和栅极驱动器IC(电路)12是较佳的,如图9所示(顺便提一下,把诸驱动器IC(诸电路)安装在显示屏一侧的这种结构被称为三面不受约束的结构(配置)。习惯上,把栅极驱动器IC12安装在显示区的X侧,而把源极驱动器IC14安装在Y侧)。这样设计中能易于把在显示装置上的显示屏幕50的中心线放在中央并安装诸驱动器IC。采用该三面不受约束的结构,可用高温多晶硅技术,低温多晶硅技术或类同的技术来制作栅极驱动器电路(即,源极驱动器电路14和栅极驱动器电路12中的至少一个可通过多晶硅技术直接形成在基板71上)。
顺便提一下,该三面不受约束的结构不仅包括把诸IC直接设置即形成在基板71栅部的结构,而且还包括带有安装着源极驱动器IC(电路)14和栅极驱动器IC(电路)12的薄膜(TCP,TAB或其它技术)被粘贴在基板71的一侧(或几乎一侧)的结构。就是说,该三面不受约束的结构包括在两面没有IC和所类似配置的结构和布置。
如果把栅极驱动器电路12设置在源极驱动器电路14的旁边,如图9所示,则栅信号线17必须沿着C侧形成。
顺便提一下,在图9中的粗体实线等,指出并联形成的栅信号线17。因此,象扫描信号线一样多的栅信号线17被并联形成在部分b中(屏幕的底部),而单一的栅信号线17被形成在部分a中(屏幕的顶部)。
在形成于C侧的栅信号线17之间的间隙从5μm到12μm(包括这两个尺寸)。如果它小于5μm,则寄生电容将在邻近栅信号线上造成噪声。已在实验上证明,当该间隙是7μm或更小时,寄生电容具有显著的效果。而且,当该间隙小于5μm时,跳动噪声和其它图象噪声集中出现在显示屏幕上。尤其是,在屏幕的右侧和左侧之间噪声的产生是有差别的,且要减少跳动噪声和其它图象噪声是困难的。当该间隙超过12μm时,显示屏的屏面宽度D变得太大而不实用。
为减少图象噪声,可在栅极信号线17的下面或上面设置一接地图形(已被固定在恒定电压上或一般设定在稳定电位上的导电图形)。或者,在栅信号线17上可设置单独的屏蔽板(屏蔽金属箔片:已被固定在恒定电压上或一般设定在稳定电位上的导电图形)
在图9中C侧上的栅信号线17可由ITO电极形成。不过,为减小电阻,较佳的是,它们是用层叠ITO和薄金属膜来形成。用金属薄膜来形成它们也是较佳的。当采用ITO层叠时,在ITO上形成钛薄膜,而在它的上面形成薄的铝膜或铝-钼合金薄膜。或者,在ITO上形成铬。对于金属薄膜,采用薄的铝膜或铬膜。这也适用于本发明的其它示例。
顺便提一下,虽然把栅信号线17设置在显示区的一侧上已参考图9及其同类的图作过叙述,但这不是限制性的,而在两侧面上都可设置它们。例如,可把栅信号线17a设置(形成)在显示屏幕50的右侧,而把栅信号线17b设置(形成)在它的左侧。这也适用于其它示例。
并且,源极驱动器IC14和栅极驱动器IC12可被集成于单一芯片上。于是,在显示屏上只要安装仅仅一块IC芯片就可以了。这也减少了制作成本。而且,这使同时产生各种电压供单芯片驱动器IC之用成为可能。
顺便提一下,虽然已叙述过源极驱动器IC14和栅极驱动器IC12由硅或其它半导体片制成,并安装在显示屏上,但这不是限制性的。显然,采用低温多晶硅技术或高温多晶硅技术可把它们直接形成在显示屏82上。
虽然已叙述过象素是R,G和B三原色,但这不是限制性的。它们可能是蓝绿色,黄色,和品红色的三种颜色。它们可以是B和黄色两种颜色。当然,它们可以是单色的。或者,它们可以是R,G,B,蓝绿色,黄色和品红色六种颜色。这些是提供扩大的彩色重现范围的自然彩色,能提供良好的显示。因此,根据本发明的EL显示装置并不限于采用R,G,和B三原色提供彩色显示的那些颜色。
主要地,可应用三种方法使有机的EL显示屏彩色化。它们中的一种是彩色转换法。它只要形成蓝色的单一层作为光发射层。其余的全色显示所需的绿色和红色可通过彩色转换从蓝色产生。因此,这方法具有不再需要分别着上R,G和B的彩色,并为R,G和B彩色准备有机的EL材料的优点。与多色着色法不同,彩色转换法不会降低生产率。三个方法中的任一种方法都能适用到本发明的EL显示屏。
并且,除三原色外,还可形成白色光发射象素。可通过层叠R,G和B的光发射结构来建立(形成或构筑)白色光发射象素。一套象素由用于三原色RGB的象素和一白色光发射象素16W组成。形成白色发射光象素使得它易于表达白色的最高亮度,因此可能实现明亮的图象显示。
即使当采用一套用于三原色RGB的象素时,对不同的彩色,改变象素电极面积也是较佳的。当然,如果不同彩色的发光效率,还有彩色纯度能很好地平衡,则可采用相等的面积。不过,如果一种或更多种彩色平衡很差,则较佳的是调节象素电极(光发射面积)。用于各彩色的电极面积可基于电流密度来确定。就是说,当白色平衡在色温为7000K(开尔文)到12000K(包括这两个色温)的范围内被调节时,在不同彩色的电流密度之间的差别应在±30%以内。更佳的是,这差别应在±15%之内。例如,如果电流密度是100A/M2左右,则所有这三个原色应有电流密度为70A/M2到130A/M2(包括这两个电流密度)。更佳的是,所有这三个原色应有电流密度为85A/M2到115A/M2(包括这两个电流密度)。
EL元件15是自发光的元件。当来自这个自发光元件的光进入用作开关元件的晶体管时,发生光电导现象。光电导现象是一种当诸如晶体管的开关元件被截止时,由于光致激发而引起泄漏(截止泄漏)增加的现象。
为处理这问题,本发明在栅极驱动器12(在某些情况下,源极驱动器14)下和在象素晶体管11下形成一遮光膜。该遮光膜由诸如铬的金属薄膜制成,厚为从50nm至150nm(包括这两个尺寸)。薄的膜将会提供差的遮光的效果,而厚的膜将造成不规则性,使得难于在上层中摹制晶体管11A1。
在驱动器电路12及其同类电路的场合下,不仅从顶侧,而且从下侧减少光的渗透是必要的。这是因为光电导现象将会造成功能失误。如果阴极电极由金属薄膜制成,本发明也在驱动器12及其同类装置的表面形成阴极电极,并利用它作为遮光膜。
不过,如果把阴极电极形成在驱动器12上,来自阴极电极的电场可能造成驱动器功能失误,或把阴极电极和驱动器电路设置成电接触。为处理这个问题,本发明与在象素电极上有机的EL薄膜的形成同时,在驱动器电路12上,形成至少一层有机的EL薄膜,而较佳的是两层或更多层。
如果在一只或更多只晶体管11的端点之间,或在一晶体管11和在象素中的信号线之间发生短路,则EL元件15可能成为恒定地保持发光的亮点。该亮点在视觉上是明显的,且必须把它转成黑点(断开)。检测对应于亮点的象素16,而用激光来辐照电容器19以造成跨越电容器的短路。结果是,电容器19不能再保持电荷,因此,晶体管11a可被终止流通电流。要除去那部分将被用激光照射的阴极薄膜是所希望的,以防止激光照射在电容器19端电极和该阴极薄膜之间引起的短路。
在象素16的晶体管11中的裂缝将影响源极驱动器IC14及其同类的装置。例如,如果在图56中的驱动器晶体管11a中发生源-漏(SD)短路562,则屏的Vdd电压就加到源极驱动器IC14。因此,较佳的是,把源极驱动器IC14的电源电压保持在等于或较高于屏的电源电压Vdd。较佳的是,由源极驱动器IC14所用的参考电压可用电子调节器561来调节(参见图148)。
如果在晶体管11a中发生SD短路562,有一过量电流流经该EL元件15。换句话说,EL元件15保持恒定地发光(成为一亮点)。这亮点作为缺陷是明显的。例如,如果在图56中的晶体管11a中发生源-漏(SD)短路,电流从Vdd电压恒定地流到EL元件15(当晶体管11d是开通时)而与晶体管11a的栅极(G)端电压的大小无关。因此,结果形成一亮点。
另一方面,如果在晶体管11a中发生SD短路,且如果晶体管11c是开通的,则Vdd电压被加到源极信号线18和加到源极驱动器14。如果源极驱动器14的电源电压不大于Vdd,则可能超过电压阻,造成源极驱动器14破损。因此,源极驱动器14的电源电压等于或较高于Vdd电压(屏的较高电压)是较佳的选择。
晶体管11a的SD短路可能超过点缺陷,并导致屏的源极驱动器电路的破损。并且,亮点是明显的,它造成屏有缺陷。因此,通过切断连接在晶体管11和EL元件15之间的接线,把亮点转换成黑点是必要的。较佳的是,采用诸如激光的光学装置来切断这接线。
在下面将描述一种本发明的驱动方法。如图1所示,当该行仍被选定时,栅信号线17a通导(由于在图1中的晶体管11是P-沟晶体管,所以当它在低态时,栅信号线17a通导),而当该行留在未被选定时,栅信号线17b通导。
在源极信号线18中,寄生电容是存在的。这寄生电容是由在源极信号线18和栅极信号线17接合处的电容、晶体管11b和11c的沟道电容等造成的。
要改变源极信号线18的电流值所需的时间t由t=C·V/I给出,此处C是杂散电容,V是源极信号线的电压,而I则是流经源极信号线的电流。因此,如果可增加电流值10倍,则改变电流值的所需时间可减少近10倍。这也意味着,源信号线18的寄生电容即使被增加10倍,也可把该电流改变到一预先确定的值。因此,在短的水平扫描周期期间,施加一预先确定的电流值,对增加这电流值是有用的。
当输入电流被增加10倍,输出电流也增加10倍,导致在EL的亮度上10倍的增加。因此,为获得预定的亮度,通过与常规的通导时间相比,减少在图1中晶体管17d的通导时间10倍,则光发射时间被减少10倍。顺便提一下,作为示例列举的10倍增加/减少,是为了便于理解,而并不意味着是限制性的。
因此,为了要对源信号线18的寄生电容充分地充电和放电,并程控地将一预定电流值送到象素16的晶体管11a中,从源驱动器14输出一相当大的电流是必要的。不过,当这样一个大的电流流经源极信号线18时,它的电流值被程控送到该象素中,而大于预定电流的电流流经EL元件15。例如,如果10倍较大的电流倍程控送入,不用说,10倍较大的电流流经EL元件15,且该EL元件15发射出10倍更亮光。要获得预定的发射亮度,在电流流经EL元件15期间的时间可被减少10倍。以这个方法,寄生电容可从源信号线18充分地充电/放电,而可获得预定的发射亮度。
顺便提一下,虽然已叙述过,10倍的较大电流被写入到象素晶体管11a(更确切地说,电容器19的端电压被设定),且EL元件15的导电时间被减少到1/10,但这仅仅是示范性的。在某些场合下,可把10倍的较大电流值写入象素晶体管11a,而EL元件15的导通时间可能减少到1/5。另一方面,可把10倍的较大电流值写入到象素晶体管11a,而EL元件15的导通时间可能被减半。
本发明的特征在于写入到象素中的电流是在与预定的值不同的值被设定的,而电流是间隙地流经该EL元件15的。为易于说明,在本文已叙述过,N倍的较大电流被写入到象素晶体管11中,而EL元件15的通导电时间被减少到1/N。不过这不是限制性的。显然,N1倍的较大电流被写入到象素晶体管11中,而EL元件15的导通时间可能被减少到1/N2(N1和N2彼此是不同的)。
在白色屏面显示中,在显示屏幕50的一个场(帧)周期上的平均亮度是B0。这个驱动方法以这样一种方法来完成电流(电压)程控的,即各象素16的亮度B1高于平均亮度B0,并且,在至少一个场(帧)周期期间出现非显示区53。因此,在根据本发明的驱动方法中,在一个场(帧)周期上的平均亮度低于B1。
顺便提一下,非显示区52和显示区53不必要相等地隔开。例如,它们可随机出现(只要从整体来看,该显示时间或非显示时间形成一预先确定的值(恒定的比率))。并且,在R,G和B之间显示时间可以改变。
就是说,以这样一种方法可调节(设定)R,G和B的显示周期或非显示周期,以便获得最佳的白色平衡。
为便于解释根据本发明的驱动方法,假设“1/N”的意思是减少1F(一场或一帧)到1/N。不过,不用说,选定一象素行和程控电流值要化时间(通常是,一水平扫描周期(1H))且根据扫描条件可能得出误差)。
例如,在N=10倍的较大电流情况下,通过程控象素16,可使EL元件15照射达1/5个周期。该EL元件15照射10/5=2倍更亮的光。也可能把N=2倍的较大电流程控送到象素16中,并照射该EL元件15达1/4周期。该EL元件15照射2/4=0.5倍更亮的光。总之,本发明通过采用与N=1倍电流不同的电流用于电流程而控获得与恒定显示(1/1,即非间歇显示)不同的显示。并且,该驱动系统在一帧(或一场)周期期间,至少一次断开供给到EL元件15的电流。并且,该驱动系统通过用大于预定值的电流程控象素16,至少获得间歇显示。
用有机的(无机的)EL显示器的一个问题在于,它采用基本上不同于采用电子枪用一组显示线来呈现图象的CRT(阴极射线管)或其它显示器的显示方法的一种显示方法。就是说,该EL显示器维持写入到象素中的电流(电压)达1F(一场或一帧)的周期。因此,一个问题是,它显示移动的画面将导致模糊的边缘。
根据本发明,电流流经EL元件15只有1F/N的周期,但是电流在其余时间期间(1F(N-1)/N)是不通过的。让我们考虑一种情况,在这情况中实施了该系统,且观察在屏幕上的一个点。在这个显示条件下,图象数据显示和黑色显示(未照射的)每1F重复。就是说,图象数据在瞬时的意义上被间隙地显示。当移动的画面数据被间隙地显示时,在没有边缘模糊的情况下获得了良好的显示条件。总之,可获得影片的显示接近于CRT的影片显示。
根据本发明的驱动方法实现了间隙的显示。不过,通过简单地在1-H周期上开通和关断晶体管11d可获得这种间歇显示。因此,电路的主时钟脉冲与常规的电路没有不同,因此,没有增加在电路上的功耗。液晶显示屏需要一图象存储器,以便获得间歇显示。根据本发明,图象数字保持在各象素16中。因此,本发明不需要用于间歇显示的图象存储器。
本发明简单地通过开通和关断开关晶体管11d,晶体管11e,及其类同的器件来控制流经EL元件15的电流。就是说,即使流经EL元件15的电流Iw被断开,但是图象数据被保持,因为它是在电容器19中。因此,当在下次晶体管被开通时,流经EL元件15的电流与上次流经该EL元件15的电流具有相同的值。即使要获得黑色插入(诸如黑色显示的间歇显示),本发明也不需要加速电路的主时钟脉冲。并且,它不需要延长时间轴,因此,不需要图象存储器。另外,EL元件15响应迅速,从电流的施加到光发射只需要短的时间。因此,本发明适宜用于影片显示,且通过采用间歇显示,能在显示移动图画中解决与常规的保留数据显示屏(液晶显示屏,EL显示屏等)有关的问题。
而且,在大的显示装置中,如果源信号线18的增加的接线长度导致在源信号线18中增加的寄生电容,这能通过增加N值来解决。当施加到源信号线18的程控电流的值被增加N倍,则栅信号线17b(晶体管11d)的通导周期可被设定到1F/N。这使得有可能把本发明应用到电视机,监视器,和其它大的显示装置。
源驱动器电路14的输出级是由恒流电路704构成(参见图70)。与液晶显示屏的源驱动器电路不一样,该恒流电路消除了根据显示屏的尺寸改变输出级的缓冲尺寸的需要。
参考附图,将对根据本发明的驱动方法,在下面作更为详细的描述。源信号线18的寄生电容通过与邻近源信号线18的耦合电容,源驱动器IC(电路)14的缓冲输出电容,在源信号线18和栅极信号线17之间的交叉电容等产生的。这寄生电容通常是10pF或更大。在电压驱动的场合下,由于电压是从源驱动器IC14以低阻抗加到源信号线18的,所以或多或少的大的寄生电容不会干扰驱动。
但是,在电流驱动的场合下,特别是在黑色电平时图象显示,象素电容器19需要用20nA或更小的微弱电流来程控。因此,如果产生大于预定值的寄生电容,这个寄生电容在一象素行被程控时的时间中,不能被充电和放电(通常在1H之内,但并不限于1H,因为两行象素可能被同时程控)。如果这寄生电容不能在1H的时段中被充电和放电,则充分的电流不能被写入象素中,导致不良的分辨率。
在图1的象素结构中,在电流程控期间,程控电路Iw流经源信号线18,如图3(a)所示。电流Iw流经晶体管11a,且电压以这样的方法被设定(程控)在电容器19中,使之维持电流Iw。此时,晶体管11d是开路的(断开)。
在电流流经EL元件15的期间,晶体管11c和11b截止,而晶体管11d开通,如图3(b)所示。具体地说,截止电压(Vgh)施加到栅极信号线17a,截止晶体管11b和11c。另一方面,开通电压(Vgl)施加栅极信号线17b,开通晶体管11d。
假设电流I1是应该正常流动的电流的N倍(一预定的值),流经在图3(b)中的EL元件15的电流也是Iw。因此,EL元件15发射出的光与预定的值所发射的光更为明亮N倍。换句话说,如图12所示,放大率N越大,象素16的显示亮度B越高。因此,放大率N和象素16的亮度彼此成正比。
如果晶体管11d保持开通1/N周期,在这周期期间,它通常是保持开通(约1F),并在其余的(N-1)/N周期期间保持截止,在1F上的平均亮度等于预定的亮度。这个显示条件接近地类似CRT用电子枪扫描一屏幕的显示条件。其差别是整个屏幕的1/N照亮(此处把整个屏幕取作1)(在CRT中,照亮的是一象素行——更精确地讲,一个象素)。
根据本发明,图象显示区53的1F/N从屏幕50的顶移到底,如图13(b)所示。根据本发明,流经EL元件15的电流只有该周期的1F/N,但是在其余时段(1F(N-1)/N)期间,电流并不流动。因此,象素被间隙地显示。不过,由于残留图象,整个屏幕对人类的眼睛来说似乎是均匀地显示的。
顺便提一下,如图13所示,写入象素行51a是被未照亮的52a。不过,只有对在图1,2等的象素结构中才是正确的。在示于图38等的电流反映的象素结构中,写入象素行51a可能被照亮。不过,为了易于解释,在本文中将主要引述在图1中的象素结构作出描述。一种涉及通过用大于示于图13,16,等预定的驱动电流Iw对它程控的间隙驱动一象素的驱动方法被称之为N-倍脉冲驱动。
在这个显示条件中,图象数据显示和黑色显示(未照亮)每1F重复。就是说,图象数据是在时间意义上的每隔一定时间(间隙地)被显示。在象素中保存数据达1F时间的液晶显示屏(不同于本发明的EL显示屏)不能在影片显示期间跟上图象数据中的变化,导致模糊的画面(图象的边缘模糊)。由于本发明间隙地显示图象,所以它能获得没有边缘模糊的图象的良好显示条件。总之,影片显示接近于CRT能获得的影片显示。
顺便提一下,为驱动如图13所示的象素16,有必要能够单独地控制象素16的电流程控周期(在示于图1的结构中,在这段期间把开通电压Vgl加到栅信号线17a),和当EL元件15在开通/断开控制下的时间(在示于图1的象素结构中,在把开通电压Vgl或断开电压Vgh施加到栅极信号线17b的期间)。因此,栅信号线17a和栅信号线17b必须是分开的。
例如,仅当单一的栅信号线17从栅极驱动器电路12敷设到象素16时,根据本发明的驱动方法不能采用一种结构来实施,在这结构中,施加到栅信号线17的逻辑(Vgh或Vgl)被加到晶体管11b,且把施加到栅极信号线17的逻辑通过逆变器变换(Vgh或Vgl)并加到晶体管11d。因此,本发明需要操作栅信号线17a的栅极驱动器电路12a和操作栅信号线17b的栅极驱动器电路12b。
另外,根据本发明的驱动方法,即使具有示于图1的象素结构,在不同于电流程控周期(1H)的期间,提供未照亮的显示。
在图14中图解说明示于图13的驱动方法的时标图。关于在本发明中的象素结构及其同类的结构,除非另有说明,是示于图1中的那一种。正如可从图14看到的,在每个选定的象素行中,(选择周期被标示为1H),当把开通电压Vgl加到栅极信号线17a时(见图14(a)),就把断开电压(Vgh)加到栅极信号线17b(见图14(b))。在这期间,电流不流经EL元件15(未照亮模式)。在非选定的象素行中,开通电压(Vgl)被加到栅信号线17b,而把断开电压(Vgh)加到栅信号线17a。在这段期间,电流流经EL元件15(照亮模式)。在这照亮模式中,EL元件15以预定亮度的N倍的亮度(N·B)照亮,而照亮期则为1F/N。因此,在1F上显示屏的平均显示亮度由(N·B)×(1/N)=B(预定的亮度)给出。
图15示出示于图14的操作被施加到各像素行的示例。该图示出加到栅信号线17的电压波形。断开电压的波形由Vgh(高电平)表出,而开通电压的波形则由Vgl(低电平)表出。诸如(1)和(2)的脚标指出选定的象素行数。
在图15中,栅信号线17a(1)被选定(Vgl电压)和程控电流沿从该选定象素行中的晶体管11a到源驱动器电路14的方向流经源信号线18。该程控电流大于预定值的N倍(为易于解释,假设N=10。当然,由于预定的值是用于显示图象的数据电流,除非在白色屏面显示的场合下,它不是固定的值)。所以,电容器19被程控,这样,10倍的较大电流将流经晶体管11a。当象素行(1)被选定时,在示于图1的象素结构中,把断开电压(Vgh)加到栅信号线17b(1),而电流不流经EL元件15。
在1H之后,栅信号线17a(2)被选定(Vgl电压)和程控电流沿从该选定象素行中的晶体管11a到源极驱动器电路14的方向流经源信号线18。该程控电流大于预定值的N倍(为易于解释,假设N=10)。所以,电容器19被程控,以使10倍的较大电流将流经晶体管11a。当象素行(2)被选定时,在示于图1的象素结构中,把断开电压(Vgh)加到栅信号线17b(2),而电流不流经EL元件15。不过,由于断开电压(Vgh)加到象素行(1)的栅极信号线17a(1)而开通电压(Vgl)加到栅极信号线17b(1),所以该EL元件15照亮。
在下一个1H之后,栅信号线17a(3)被选定,断开电压(Vgh)被加到栅信号线17b(3),且电流不流经在象素行(3)中EL元件15。不过,由于断开电压(Vgh)被加到在象素行(1)和(2)中的栅信号线17a(1)和(2),而把开通电压(Vgl)加到栅信号线17b(1)和(2),所以,该EL元件15照亮。
经过上面的操作,图象与1H的同步信号同步显示。不过,以图15中的驱动方法,10倍的较大电流流经该EL元件15。因此,显示屏幕50要更亮10倍。当然,很明显,在这状态中,以预定的亮度来显示,该程控电流可减少到1/10。不过,10倍的较小电流将造成由于寄生电容引起的写入电流的不足。因此,本发明的基本概念是采用较大的电流程控,插入非显示区52,并从而获得预定的亮度。
顺便提一下,根据本发明的驱动方法造成较大于预定的电流的电流流经EL元件15,并充分地对源信号线18的寄生电容充电和放电。这就是说,无需流经EL元件15的N倍的较大电流。例如,可设想形成与EL元件15平行的电流路径(形成无效EL元件,并采用屏蔽膜以防止该无效EL元件发射光),并在EL元件15和无效元件之间分配这股电流。例如,当信号电流为0.2μA时,程控电流被设定为2.2μA,而这2.2μA的电流是流经晶体管11a的。然后,例如,0.2μA的信号电流可流经EL元件15,而2μA则可流经这无效EL元件。就是说,在图27中的无效象素行281继续不断地保持被选定。顺便提一下,这无效象素或是阻止发射光或是即使它发射光,通过屏蔽膜之类使之无法被观察到。
具有上面的结构,通过增加流经源信号线18的电流N倍,有可能使N倍的较大电流流经驱动器晶体管11a,而以比N倍的较大电流充分小的电流流经EL元件15。正如图5所示,这方法能使整个显示屏幕50将被用作图象显示区53而没有非显示区52。
图13(a)示出到显示屏幕50的写入。在图13a中,标号51a代表写入象素行。程控电流从源驱动器IC14被供给到源信号线18。在图13及其同类的图中,有一在1H期间被写入电流的象素行,但这不是限制性的。这段期间可以是0.5H或2H。并且,虽然已经叙述过,程控电流被写入源信号线18,但本发明并不限于电流程控。本发明也可采用电压程控(图62等),这种程控把电压写入源信号线18。
在图13(a)中,当栅信号线17a被选定时,要流经源信号线18的电流被程控到晶体管11a。此时,断开电压被加到栅极信号线17b,而电流不流经EL元件15。这是因为当晶体管11d在EL元件15上是开通的,EL元件15的电容分量从源信号线18是可见的,而这电容阻止有充分的电流被程控到电容器19。因此,取示于图1的结构作为示例,写入电流的象素行是非照亮区52,如图13(b)所示。
假设N倍的较大电流用作程控(如上面所述,假设N=10),屏幕变得较亮10倍。因此,90%的显示屏幕50可由非照亮区52构成。因此,例如,如果在屏幕显示区中水平扫描线数依照QCIF是220(S=200)22根水平扫描线可构成显示区53,而220-22=198根水平扫描线可构成非显示区52。一般来说,如果水平扫描线(象素行数)由S来代表,则整个区的S/N构成显示区53,它被照得N倍的亮,然后,显示区53在屏幕的垂直方向被扫描。因此,整个区域的S(N-1)/N是非照亮区52。非照亮区52呈现黑色显示(是非照高的)。此外,非照亮区52是通过截止晶体管11d而产生的。顺便提一下,虽然已叙述过显示区53要照得更亮N倍,当然,N值是通过亮度调节和灰度调节来调节的。
在上面的示例中,如果10倍的较大电流是供程控之用的,屏幕变得要更亮10倍,而显示屏幕50的90%可由非照亮区52构成。不过,这并不必须意味着R,G和B象素以相同比例构成这非照亮区52。例如,1/8的R象素,1/6的G象素,和1/10的B象素可组成具有由不同比例决定的不同彩色的非照亮区52。也可能使非照亮区52(或照亮区3)在R,G和B之间单独地被调节。为此,必须为R,G和B提供分开的栅极信号线17b。然而,允许R,G和B单独地被调节,使得调节白色平衡成为可能,使对各层次(参见图41)的彩色平衡调节变得容易。
如图13(b)所示,包括写入象素行51a的诸象素行构成非照亮区52,而在写入象素行51a上面的S/N(在时感中的1F/N)区构成显示区53(当从屏幕的顶到底完成写入扫描时)。当屏幕从底到顶被扫描时,这些区域改变位置)。关于屏幕的显示条件,显示区53的一狭条从屏幕的顶移到底。
在图13中,显示区53从屏面的顶移到底。在低的帧速时,显示区53的移动可被肉眼看出。特别当使用人使他/她的双眼上下闭合或把他/她的头作上上下下移动时,往往被容易地看出。
为处理这个问题,可把显示区53分成多个如图16所示的部分。如果被划分的显示面积的总面积为S(N-1)/N,则亮度等于在图13中的亮度。顺便提一下,无需相等地划分显示区53。并且,无需相等地划分非显示区52。
划分这显示区53可减少屏幕的闪烁。因此,可获得无闪烁的良好图象显示器。顺便提一下,可更精细地划分显示区53,但是,显示区53被划分得越精细,影片显示性能就变得越差。
图17示出栅信号线17的电压波形和EL元件的发射亮度。正如可从图17中看到的,当栅信号线17b被设定到Vgl时的时段(1F/N)被分成多个部分(K部分)。就是说,在栅信号线17b被设定到Vgl的1F/(K·N)时段要重复K次。这减少了闪烁并在低帧速时实施图象显示。较佳的是,划分数是可变的。例如,当使用人按下亮度调节开关或转动亮度调节旋钮时,K值可被改变来作出响应。并且,可允许使用人调节亮度。或者,K值可根据待显示的图象或数据来手动地或自动地被改变。
顺便提一下,虽然参考图17及其类同的图已叙述过,在栅信号线17b被设定到Vgl的时段(1F/N)被分成多个部分(K个部分),且在栅信号线17b被设定到Vgl的1F/(K·N)时段重复K次,但这不是限制性的。时段1F(K-N)可被重复L(L≠K)次。换句话说,本发明通过控制电流流经EL元件15的时段(时间)来显示这显示屏幕50。因此,重复这1F/K·N时段L(L≠K)次的概念被包括在本发明的技术概念中。并且,通过改变L值,可用数字计算的方法来改变显示屏幕50的亮度。例如,在L=2和L=3之间有50%的亮度(反差)变化。还有,当划分图象显示区53时,当栅极信号线17b被设定到Vgl的时段无需作相等的划分。
在上述的示例中,当传递到EL元件15的电流在开通和断开切换时,显示屏幕50被开通和关断(发光的和非发光的)。就是说,采用保持在电容器19中的电荷,近似相等的电流多次流经晶体管11a。本发明并不限于这种情况。例如,通过对电容器19充电和放电,可开通和断开(发光的和非发光的)显示屏幕50。
图18示出加到栅信号线17的电压波形,以获得示于图16的图象显示条件。图18在栅信号线17b的操作方面与图15的有不同。栅信号线17b被开通和断开(Vgl和Vgh)的次数与屏幕的划分数一样多。在其它方面,图18和图15是一样的,因此,将省略对其作描述。
由于在EL显示装置上的黑色显示对应于全部未被照亮,所以与在液晶显示屏上间歇地显示的情况不一样,反差未降低。并且,用图1中的结构,通过简单地开通和截止晶体管11d,可获得间歇显示。用图38和51中的结构,通过简单地开通和截止晶体管元件11e,可获得间歇显示。这是因为图象数据被存储于电容器19中(因为采用模拟值,所以层次数是无限的)。就是说,图象数据被保存在每个象素16中历经1F的时段。是否把对应于存储图象数据的电流传递到EL元件15是通过控制晶体管11d和11e来控制的。
因此,上述的驱动方法并不限于电流驱动型,且也可适用于电压驱动型。就是说,在流经EL元件15的电流被存储在每个象素的结构中,通过开通与截止在驱动器晶体管11和EL元件15之间的电流路径来实施间歇驱动。
维持电容器19的端电压是重要的。这是因为在一场(一帧)周期期间,如果电容器19的端电压改变(充电/放电),当屏幕亮度变化和帧速下降时,就发生闪烁。由晶体管11a流经EL元件15的电流必须要高于65%。更具体地说,如把写入象素16并通过EL元件15的电流取为100%,则在下一帧(场)刚好写入象素16中的流经该EL元件15的电流必须不降到低于65%。
采用示于图1的象素结构,在当建立间歇显示时和当不建立间歇显示时之间,在单一的象素中,在晶体管11的数目方面没有差别。就是说,让象素结构照原来的样子,通过消除源信号线18的寄生电容效应,可得到正常的电流程控。另外,获得的影片显示接近于CRT的影片显示。
并且,由于栅极驱动器电路12的工作时钟脉冲显著地慢于源驱动器电路14的工作时钟脉冲,所以无需提高电路的主时钟脉冲的等级。另外,可容易地改变N的值。
顺便提一下,图象显示方向(图象写入方向)在第一场(帧)中可从屏幕的顶到底,而在第二场(帧)中则可从屏幕的底到顶。就是说,向上方向和向下方向可被交替地重复。
或者,在第一场(帧)中有可能采用向下的方向,把整个屏幕转到黑色显示(非显示)一次,并在第二场(帧)中采用向上的方向。它也可能把整个屏幕转到黑色显示(非显示)一次。
顺便提一下,虽然在上述的驱动方法中采用顶到底和底到顶的写入方向,但这不是限制性的。它也可能在屏幕上固定写入方法为顶到底的方向或底到顶的方向,并在第一场中从顶到底移动非显示区52,并在第二场中从底到顶。或者,有可能把一帧分为三场并指定第一场对R,第二场对G,和第三场对B,使得三个场组成一单一的帧。也有可能通过每个水平扫描周期(1H)在它们之间切换来依次显示R,G和B(参见图175到180和它们的描述)。上面提及的项目也适用于本发明的其它示例。
非显示区52无需是全部非照亮的。弱的光发射或暗淡的图象显示在实际使用上不是一个问题。它应被看成是具有比图象显示区53较低显示亮度的区域。并且,非显示区52可以是一个不显示在R,G,和B中的一种或两种色彩的区域。还有,它可以是一个在低亮度时显示在R,G,和B之间的一种或两种色彩的区域。
基本上,如果显示区53的亮度被保持在一预定的值,则显示区53越大,显示屏幕50就越亮。例如,当图象显示区53的亮度为100(nt),如果由显示区53引起的显示屏幕50的百分比从10%变到20%,那么,屏幕的亮度被加倍,因此,通过改变显示区53在整个屏幕50中的比例,有可能改变屏幕的显示亮度。屏幕50的亮度正比于显示区53对屏幕50的比率。
通过控制送到移位寄存器电路61的数据脉冲(ST2)可自由规定显示区53的尺寸。并且,通过该变数据脉冲的输入时标和周期,有可能在示于图16的显示条件和示于图13的显示条件之间的转换。在一个1F时段中增加数据脉冲数,可使屏幕50更亮,而减少它会使屏幕50较暗淡。并且,连续施加数据脉冲会引起示于图13中的显示条件,而间歇施加数据脉冲则引起示于图16中的显示条件。
图19(a)示出当显示区53是如图13中连续时所用的亮度调节方案。在图19(a1)中的屏幕50的显示亮度是最亮的,在图19(a2)中的屏幕50的显示亮度是次最亮的,而在图19(a3)中的屏幕50的显示亮度是最暗淡的。图19a是最适用于影片显示。
通过控制如上所述的栅极驱动器电12的移位寄存器电路61及其类同的电路可容易地获得从图19(a1)到图19(a3)的变化(或反之亦然)。在这种情况下,无需改变在图1中的Vdd电压。就是说,在不改变电源电压的情况下,可改变屏幕50的亮度。并且在从图19(a1)到图19(a3)的改变过程中,屏幕的灰度特性全部不改变。因此,与屏幕50的亮度无关,保留了显示屏幕的反差和层次特性。这是本发明的一个显著的特点。
在常规屏幕的亮度调节中,屏幕50的低亮度导致差的层次性能。就是说,即使在高亮度显示中可显示64级层次,但是在大多数的场合下,在低亮度的显示中可显示少于一半的层次。相反,根据本发明的驱动方法,不依据屏幕的显示亮度并能显示直至最高级的64级层次。
图19(b)示出当显示区53如图16中被分散时所用的亮度调节方案。在图19(b1)中,屏幕50的显示亮度是最亮的,在图19(b2)中,屏幕50的显示亮度是次最亮的,而在图19(b3)中,屏幕50的显示亮度是最暗淡的。通过控制如上所述的栅极驱动器电路12之类的移位寄存器61可容易地获得从图19(b1)到图19(b3)的的变化(或反之亦然)。通过分散显示区53,如图19(b)所示,有可能即使在低的帧速时消除闪烁。
为在甚至更低的帧速时消除闪烁,可更细地分散显示区53,如图19(c)所示,不过,这会降低影片显示的性能。因此,在图19(a)中的驱动方法适用于移动的画面。在图19(c)中的驱动方法适用于想要通过显示静止的画面时减少功耗。通过控制移位寄存器电路61可容易地做到从图19(a)到图19(c)的转换。
主要是,在上面示例中使用N=2倍,N=4倍等。不过,本发明并不限于整数的倍数。也不限于一个等于或大于N=2的值。例如,在某个时间点上,不到屏幕50的一半可能是非显示区52。如果使用电流Iw5/4预定的值供电流程控之用,而该EL元件15被照亮达1F的4/5,可获得预定的亮度。
本发明并不限于上面所述的。例如,电流Iw10/4预定的值可供电流程控之用来照亮该EL元件达1F的4/5。在这个场合下,EL元件以两倍预先确定的亮度照亮。或者,电流Iw5/4预定的值可供电流程控之用以照亮EL元件之用达1F的2/5。在这个场合下,EL元件以1/2的预定亮度照亮。并且,电流Iw5/4预先确定的值可供电流程控之用以照亮该EL元件达1F的1/1。在这个场合下,该EL元件以5/4的预定亮度照亮。
因此,本发明通过控制程控电流的大小和照亮周期1F来控制显示屏幕的亮度。并且,通过照亮EL元件的短于1F周期的时段,本发明可插入非显示区52,并从而改进影片显示性能。通过继续不断地照亮EL元件1F的周期,本发明能显示一明亮的屏幕。
如果象素尺寸为Amm2,白色屏面的预定亮度是B(nt),则较佳的程控电流I(μA)(从源驱动电路14输出的程控电流)即写入到象素的电流满足:
(A×B)/20≤I≤(A×B)
这提供良好的光发射效率并解决了写入电流的短缺。
更佳的是,程控电流I(μA)包含在下列范围:
(A×B)/10≤I≤(A×B)
图20是说明增加流经源信号线18的电流的另一示例之解释性图解。这方法同时选定了多行象素行,使用流经该多行象素行的总电流对源信号线18的寄生电容及其类同的电容充电和放电,从而大为减轻写入电流的短缺。由于多行象素行被同时选定,可减少每象素的驱动电流。因此,有可能减少流经EL元件15的电流。为易于解释,假设N=10(流经源信号线18的电流被增加10倍)。
根据参考图20所描述的本发明,同时选定M行象素行。来自源驱动器IC14的比预定的电流大N倍的电流被加到源信号线18。大于流经EL元件15电流的N/M倍的电流被程控送到每个象素。作为一个示例,为以预定的发射亮度照亮EL元件15,电流被流经EL元件15的持续时间达一帧(一场)的M/N的持续时间(M/N是供易于解释之用,并不意味着要受到限制。正如较早描述的,它可根据屏幕50的亮度自由地规定)。这使对源信号线18的寄生电容充分地充电和放电成为可能,在该预定的发射亮度下,导致足够的分辨率。
电流被流经EL元件15仅有时间为M/N个帧(场)周期,但电流在其余时间段(1F(N-1)M/N)期间是不流过的。在这个显示条件中,图象数据显示和黑色显示(非照亮)每1F被重复。就是说,图象数据是以时间意义下的间隔(间隙)被显示。这在没有图象边缘模糊的情况下,获得良好的显示条件。并且,由于源极信号线18是被N倍的大电流驱动的,所以不受寄生电容的影响。因此,本方法可适用于高分辨率的显示屏。
图21是说明用于实施示于图20中驱动方法的波形的解释性图解。
断开电压的波形由Vgh(H电平)来指出,而开通电压的波形由Vgl(L电平)来指出。脚标(诸如(1),(2),和(3))指出象素行数。顺便提一下,在QCIF屏的场合下,行数为220,而在VGA显示屏的场合下,是480。
在图21中,栅极信号线17a(1)被选定(电压Vgl)且程控电流在从在该被选定的象素行中的晶体管11a到源驱动器电路14的方向上流经源信号线18。为易于解释,在这里假设,该写入象素行51a是第(1)行象素行。
流经源信号线18的程控电流是大于预定值N倍(为易于解释,假设N=10。当然,由于该预定值是数据电流,供显示图象之用,除非在白色屏面显示下,它不是一固定的值)。也假设五行象素行被同时选定(M=5)。所以,理想的是一象素的电容器19被程控,使得两倍大(N/M=10/5=2)的电流将流经该晶体管11a。
当写入象素行是第(1)象素行时,栅极信号线17a(1),(2),(3),(4)和(5)被选定,如图21所示,就是说,在象素行(1),(2),(3),(4)和(5)中的开关晶体管11b和晶体管11c是开通的。并且,栅极信号线17b与栅极信号线17a的位相相差180°。因此,在象素行(1),(2),(3),(4)和(5)中的开关晶体管11d是截止的,且电流不流经在对应的象素行中的EL元件15。就是说,该EL元件15是在非照亮模式52。
理想的是,在五个象素中的晶体管11a每个提供电流为Iw×2到源信号线18(即,电流为Iw×2×N=Iw×2×5=Iw×10流经源信号线18。因此,如果当不用根据本发明的N-倍脉冲驱动时有一预定电压的Iw流动,则大于Iw10倍的电流流经源信号线18)。
通过上面的操作(驱动方法),每个象素16的电容器19用2倍大的电流程控。为易于理解,假设诸晶体管11a具有相同的特性(Vt和S值)。
由于五行象素行被同时选定(M=5),五只驱动器晶体管11a在工作。就是说,10/5=2倍大的电流流经每个象素的晶体管11a。五只晶体管11a的总程控电流流经源信号线18。例如,如果常规写入到写入象素行51a的电流是Iw,则有Iw×10的电流流经源信号线18。图象数据比写入象素行(1)稍迟写入的写入象素行51b是用于增加传递到源信号线18电流量的辅助象素行。不过,因为正常的图象信号是稍迟写入到该写入象素行51b的,所以没有问题。
因此,在1H的时段中,四行象素行51b提供与象素行51a相同的显示。因此,至少所选定的写入象素行51a和象素行51b来增加电流是在非显示模式52。不过,在电流反映的象素结构中,诸如示于图38的,或用于电压程控的象素结构中,象素行可以是显示模式的。
在1H之后,栅极信号线17a(1)变成非选定的,且开通电压(Vgl)被加到栅极信号线17b。同时,栅极信号线17a(6)被选定(电压Vgl),且程控电流在沿从这被选定的象素行(6)中的晶体管11a到源驱动器电路14的方向行流经源信号线18。通过这个操作,正常的图象数据被保存在象素行(1)中。
在下一个1H之后,栅极信号线17a(2)变成非选定的,且开通电压(Vgl)被加到栅极信号线17b。同时,栅极信号线17a(7)被选定(电压Vgl),且程控电流沿从该被选定的象素行(7)中的晶体管11a到源驱动器电路14的方向上流经源信号线18。通过这操作,正常的图象数据被保存在象素行(2)中。通过上面的操作,整个屏幕被重新画出,犹似它被移位的象素行一行接着一行被扫描那样。
采用图20中的驱动方法,由于每个象素用两倍的大电流程控,所以理想的是,每个象素的EL元件15的发射亮度要高两倍。因此,显示屏幕的亮度比预定值的高两倍。要使这亮度与预定亮度相等,一个包括写入象素行51的区域,且它与显示屏幕50的一半那样大,可被转入非显示区52,如在图16中所说明的。
如图13的情况,当一显示区53从屏幕的顶到底作移动时,如图20所示,如果采用低的帧速,显示区53的移动被肉眼识别。特别是当使用人在上下闭合他的/她的双眼或上上下下移动他的/她的头时。
为处理这个问题,可把显示区53分成多个部分,如在图22中所图示说明的。如果所划分的非显示区52的总面积为S(N-1)/N,亮度与未划分的显示区的亮度相等。
图23示出加到栅极信号线17的电压波形。图21与图23主要在栅极信号线17b的操作方面有区别。栅极信号线17b的开通和关断(Vgl和Vgh)的次数与屏幕划分数一样多。图23在其它方面和图21相同,因此将省略对其描述。
如上所述,划分显示区53减少屏幕的闪烁。因此,可获得无闪烁的良好图象显示。顺便提一下,可以更精细地来划分显示区53。显示区53划分得越精细,发生的闪烁就越少。由于EL元件15是高度敏感的,所以即使它在时间间隔短于5μsec时开通和截止,还是不会降低显示亮度。
采用根据本发明的驱动方法,通过开通和断开加到栅极信号线17b的信号可开通和断开EL元件15。因此,根据本发明的驱动方法,采用KHz
(千赫)量级的低频可完成控制。并且,它无需图象存储器或其同类的器件,以便插入黑色屏幕(插入非显示区52)。因此,可在低成本下来实现根据本发明的驱动电路即方法。
图24示出同时选定两行象素行的情况。发现在由低温多晶硅技术形成的显示屏上,在同时选定两行象素行的方法中提供实用水准上的均匀显示。有可能这是因为在相邻象素中的驱动器晶体管11a具有非常相似的特性。在激光退火中,当激光条纹与源信号线18平行被照射时,获得了良好的结果。
这是因为那部分被同时退火的半导体薄膜具有均匀的特性。就是说,半导体薄膜是在激光条纹的照射范围之内被均匀地产生的,而采用该半导体薄膜的晶体管的Vt和迁移率几乎是均匀的。因此,如果做成条纹的激光的发射是与源信号线18平行移动的,则沿着源信号线18的象素(一象素列,即,垂直地排列在屏幕上的象素)具有几乎相等的特性。所以,如果多行象素行被电流程控同时开通,则通过把程控电流所选象素数除而获得的电流被几乎均匀地被程控送到象素中。这使程控接近于目标值的电流并获得均匀的显示成为可能。因此,激光发射的方向和参考图24描述的驱动方法及其同类的方法具有叠加的效应。
如上所述,如果激光发射的方向被做成近似地与源信号线18的方向一致(见图7),则垂直排列的各象素晶体管11a的特性变得几乎一致,使其进行正常的电流程控成为可能(即使水平排列的象素晶体管11a的特性并不一致)。上述操作通过逐行移位选定象素行或通过一次移位两行或更多行选定象素行,在与1H(一个水平扫描周期)同步中完成的。
顺便提一下,如参考图8所述的,激光发射的方向并不总是需要与源信号线18的方向相平行。这是因为即使激光发射与源信号线18成某种角度,沿一条源信号线18放置的象素晶体管11a可被制成具有几乎相等的特性。因此,与源信号线18平行来对准激光发射,意味着把垂直地与任意象素邻近的象素带进沿源信号线18的激光照射范围之内。另外,源信号线18一般构成传输用作视频信号的程控电流或电压的接线。
顺便提一下,在本发明的诸示例中,对写入象素行每1H进行移位,但这不是限制性的。象素行可每2H(每次两行象素行)进行移位。并且,多于两行象素可被同时移位。还有象素行可按所需的时间间隔被移位或每第二个象素可被移位。
移位间隔可根据在屏幕上的位置而变化。例如,在屏幕的中部可减少移位间隙,而在屏幕的顶部和底部可增加。例如,一象素行在屏幕50的中部可在间隔为200μsec被移位,而在屏幕50的顶部和底部则间隔可为100μsec。这样,在屏幕50的中部增加了发射亮度,而在周围附近(在屏幕50的顶部和底部)则降低了发射亮度。不用说,在屏幕50的顶部,中部,和底部之间这移位间隔是被平稳地改变的,以避免亮度轮廓线。
顺便提一下,源驱动器电路14的参考电压可随在屏幕50上的扫描位置来改变(参见图146等)。例如,10μA的参考电流是被用于屏幕50的中部,而5μA的参考电流是被用于屏幕50的顶部。
对应于在屏幕50中的位置照这样来改变参考电流,在屏幕50的中部增加了发射亮度,而在周围的附近(在屏幕50的顶部和底部)则减少了发射亮度。不用说,在屏幕50的顶部中部,和底部之间,参考电流是被平稳地改变的,以避免亮度轮廓线。
并且,很明显,图象可通过把随着在屏幕上的位置改变象素行移位间隔的驱动方法和随着在屏幕50上的位置改变参考电压的驱动方法接合起来而被显示。
移位间隔可在逐帧的基础上被改变。并且,并不严格地必须选定连续不断的象素行。例如,可隔行选定象素行。
具体地说,一种驱动方法涉及在第一水平扫描周期中选定第一和第三象素行,在第二水平扫描周期中选定第二和第四象素行,在第三水平扫描周期中选定第三和第五象素行,在第四扫描周期中选定第四和第六象素行。当然,一种涉及在第一水平扫描周期选定第一,第三和第五象素行的驱动方法也属于本发明的技术条目。并且,可选定每几行象素行中的一行。
顺便提一下,激光发射方向和多行象素行选择的结合并不限于在图1,2,和32中的象素结构,但它也适用于诸如在图38,42,50,等中电流反映的象素结构的其它电流驱动的象素结构。并且,它能适用于在图43,51,54,62,等中的电压驱动的象素结构。这是因为只要在象素的上部和下部的晶体管具有相同的特性,就可采用加到同一的源信号线18上的电压正确地完成电流程控。
在图24中,当写入象素行是第(1)象素行时,栅极信号线17a(1)和(2)被选定(参见图25),这就是在象素行(1)和(2)中的开关晶体管11b和晶体管11c是开通的。因此,至少在象素行(1)和(2)的开关晶体管11d是截止的,且电流不流经对应的象素行中的EL元件15。这就是,EL元件15是在非照亮模式52。顺便提一下,在图24中,显示区53被分成五个部分以减少闪烁。
理想的是,在两行象素行中的晶体管11a每个传递电流Iw×5到源信号线18(当N=10时。由于K=2,电流为Iw×K×5=Iw×10流经源极信号线18)。然后,用5倍的较大电流来程控每个象素16的电容器19。
由于两行象素行被同时选定(K=2),两只驱动器晶体管11a工作。这就是,10/2=5倍的较大电流流经每个象素的晶体管11a。两只晶体管11a的总程控电流流经源信号线18。
例如,如果写入到写入象素行51a的电流为Id,Iw×10的一股电流流经源信号线18。因为正确图象数据在稍后被写入到写入象素行51b,所以没有问题。在1H的时段期间,象素行51b提供与象素行51a相同的显示。因此,至少选定来增加电流的写入象素行51a和象素行51b是在非显示模式52。
在下一个1H之后,栅极信号线17a(1)变成非选定的,而开通电压(Vgl)被加到栅极信号线17b。同时,栅极信号线17a(3)被选定(电压Vgl),程控电流沿从该被选定的象素行(3)的晶体管11a到源驱动器电路14的方向上流经源极信号线18。通过这操作,正确的图象数据被保存在象素行(1)。
在下一个1H之后,栅极信号线17a(2)变成非选定的,而开通电压(Vgl)被加到栅极信号线17b。同时,栅极信号线17a(4)被选定(电压Vgl),程控电流沿从该被选定的象素行(4)的晶体管11a到源极驱动器电路14的方向上流经源信号线18。通过这操作,正确的图象数据被保存在象素行(2),整个屏幕被重新画出,犹似它通过上面的操作通过逐行移位象素行而被扫描那样(当然,两行或更多行象素行可被同时移位,例如,在赝隔行扫描驱动的场合下,两行象素行相随即将于同一时间被移位,并且,从图象显示观点来看,相同的图象可被写入两行或更多象素行)。
如图17中的情况,采用图24中的驱动方法,由于各象素用5倍的较大电流(电压)被程控,所以理想的是,EL元件15的发射亮度是5倍更高。因此,显示区53的亮度比预定值高5倍。为使这亮度与预定的亮度相等,包括写入象素行51,且是显示屏幕50的1/5的一个区域可转变成非显示区52。
如图27所示,两行写入象素行51(51a和51b)从屏幕50的上侧到下侧被依次选定(也参见图26,在图26中象素16a和16b被选定)。不过,在屏幕的底部,虽然如图27(b)所示,写入象素行51a存在,但51b不存在,这就是,只有一行象素行被选定。因此,加到源信号线18的电流全部写入到写入象素行51a。因此,象通常两倍大的电流被写入到写入象素行51a。
为处理这问题,本发明形成(设置)一无效象素行281于屏幕50的底部,如图27(b)所示。因此,在屏幕50的底部处的象素行被选定之后,屏幕50最后的象素行和该无效象素行281被选定。因此在图27(b)中,一指定电流被写入到写入象素行。
顺便提一下,虽然无效象素行281是作为显示屏幕50的上端或底部邻近来图示说明的,但不是限制性的,它可形成在离开显示屏幕50的一个位置上。另外,无效象素行281无需包含开关晶体管11d或EL元件15,诸如在图1中所示的那些。这就减小了无效象素行281的尺寸。
图28示出如何发生示于图27(b)的状态的机制。可从图28看到,在屏幕50的底部处的象素16c被选定之后,屏幕50的最后的象素行(无效象素行)281被选定。该无效象素行281被设置在屏幕50的外面。即该无效象素行(无效象素)281不照明,不被照射或即使被照明也是隐藏的。例如,在象素电极105和晶体管11之间的接触孔被消除,在无效象素行281上没有EL薄膜或其同类的薄膜形成。并且,在无效象素行271的象素电极105上可能形成绝缘薄膜。
虽然参考图27已经叙述过,无效象素(行)281被装设(形成或设置)在屏幕50的底部处,但这不是限制性的。例如,当该屏幕从底部到顶部扫描时(逆向扫描),如图29(a)所示,在屏幕50的顶部处也应形成无效象素行281,如图29(b)所示。即在屏幕50的顶部和底部都形成(设置)无效象素行281。这种结构也适合于屏幕的逆向扫描,在上述的示例中,两行象素行被同时选定。
本发明并不限于这些情况。例如,可同时选定5行象素行(参见图23)。当同时选定5行象素行时,应形成4行无效象素行281,即无效象素行281的数且等于所同时选定的象素行减1。不过,只有当所选定的象素行逐个被移位时,这才是正确的。当两行或更多象素行每一次被移位时,应形成(M-1)×L行无效象素行,此处M是所选象素数,而L则是每一次被移位的象素行数。
根据本发明这无效象素行的结构即无效象素行的驱动,采用一行或更多行无效象素行。当然,较佳的是采用无效象素行驱动和N倍脉冲驱动的结合。
在每一次选定两行或更多行象素行的驱动方法中,同时被选定的象素行数越大,使它变成吸收在晶体管11a特性中的变化越困难。不过,随着同时选定象素行的数目M减小,程控到一象素的电流增加,导致较大的电流流经该EL元件15,它又使EL元件易于劣化。
图20示出如何来解决这问题。在图30后面的基本概念是采用在1/2H期间(水平扫描周期的1/2)同时选定多行象素行的方法,如参考图22和29所描述的,和采用在后1/2H中(水平扫描周期的1/2)选定一行象素行的方法,如参考图5和13所描述的。这个结合使吸收在晶体管11a特性中的变化成为可能,并获得高速和均匀的表面。顺便提一下,虽然为易于理解而使用1/2H的时段,但这不是限制性的。第一时段可以是1/4H而第二时段可以是3/4H。
参考图30,为易于理解,假设在第一时段中同时选定5行象素行,而在第二时段选定一行象素行。首先,如果30(a1)所示,在第一时段(第一1/2H),同时选定5行象素行。这个操作参考图22已经作过描述,因此,将省略对其描述。作为一个示例,假设流经源信号线18的电流是象预定值的25倍那样大,因此在象素16中的晶体管11a(在图1中的象素结构中)用5倍的较大电流(25/5象素行=5)被程控。由于电流大到25倍,在源信号线18及其同类的线产生的寄生电容在一极短的时间内充电和放电。因此,源信号线18的电位在短期内达到目的电位,而各象素16的电容器19的端电压被程控以通过25倍的较大电流。这25倍的较大电流是在第一1/2H(水平扫描的1/2)中被施加的。
当然,由于相同的图象数据被写入到5行写入象素行,在这5行写入象素行中的晶体管11d为了不显示该图象而被截止。因此,显示条件如图30(a2)所示。
在下一个1/2H期间,一象素被选定用于电流(电压)程控。这条件正如图30(b1)所示。电流(电压)程控被完成,以便象在第一时段中一样,有5倍的较大电流流过写入象素行51a。通过减小在程控电容器19的端电压中的变化,在图30(a1)和图30(b1)中通过相等的电流,以更迅速达到目的电流。
具体地说,在图30(a1)中,电流被流经多个像素中,迅速地接近近似的目的值。在这第一阶段中,由于多个晶体管11a被程控,在晶体管中的变化造成相等于目的值的误差。在这第二阶段中,只有数据将被写入并被保存的一行象素行被选定,并通过改变从近似目的值到预定目的值的电流值来完成全部程控。
顺便提一下,从屏幕的顶部到底部非照明区52的扫描和从屏幕的顶部到底部写入象素行51a的扫描是以与图13及其同类图中的相同方式来完成的,因此,将省略对其描述。
图31示出用于实施图30中所示的驱动方法的驱动波形。可从图31看出,1H(一个水平扫描周期)由两个状态组成。ISEL信号被用来在这两个状态之间进行切换。ISEL信号在图31中用图示作说明。
首先,将描述ISEL信号。完成示于图30操作的驱动器电路14包括电流输出电路A和电流输出电路B。各电流输出电路包括从数据到模拟变换8毕特层次数据的D/A电路,运算放大器等。在图30的示例中,电流输出电路A被构成来输出25倍的较大电流。另一方面,电流输出电路B被构成来输出5倍的较大电流,从电流输出电路A和电流输出电路B的输出由形成在电流输出部段的开关电路通过ISEL信号来控制,并被施加到源信号线18。这种电流输出电路被设置在各源信号线18上。
当ISEL信号是低电平时,输出25倍较大电流的电流输出电路A被选定,来自源信号线18的电流被源驱动器IC14被吸收(更精确地说,该电流被在源驱动器IC14中形成的电流输出电路A吸收)。可采用多个电阻和一模拟开关方便地调节来自电流输出电路的电流放大率(诸如25倍或5倍)。
如图30所示,当写入象素行是第(1)象素行时(参见图30中的1H列)栅极信号线17a(1),(2),(3),(4),和(5)被选定(在图1所示结构的情况下)。即,在象素行(1),(2),(3),(4),和(5)中的开关晶体管11b和晶体管11c是开通的。另外,由于ISLE是低的,输出25倍较大电流的电流输出电路A被选定,并连接到源极信号线18。并且,断开电压(Vgh)被施加到栅极信号线17b。因此,在象素行(1),(2),(3),(4),和(5)中的开关晶体管11d是截止的,而在对应的象素行中电流不流经EL元件15。即,EL元件15是在非照明的模式52。
理想的是,在5个象素中的各晶体管11a各传递电流Iw×2到源信号线18。然后,各象素16的电容器19用5倍较大的电流程控。为易于理解,此处假设各晶体管具有相等的特性(Vt和S值)。
由于5行象素行被同时选定(K=5),五只驱动器晶体管11a工作。即,25/5=5倍较大电流流经每象素的晶体管11a。五只晶体管11a的总程控电流流经源信号线18。例如,若通过常规驱动方法写入到写入象素行51a的电流是Iw,则有Iw×25的电流流经源信号线18。稍迟于写入象素行(1)被写入图象数据的写入象素行51b是辅助象素写入行,用来增加传递到源信号线18的电流量。不过,因为正确图象数据在稍后被写入到写入象素行51b,所以不存在问题。
因此,在1H的时段中象素行51b提供与象素行51a一样的相同显示。因此,至少写入象素行51a和被选定来增加电流的象素行51b是在非显示模式52。
在下一个1/2H时段中(水平扫描周期的1/2),只有写入象素行51a被选定。即,只有第(1)行象素行被选定。可从图31看到,开通电压(Vgl)只被加到栅极信号线17a(1),而断开电压(Vgh)则被加到栅极信号线17(a)(2),(3),(4),和(5)。因此,在象素行(1)中的晶体管11a是在工作(供给电流到源信号线18),但在象素行(2),(3),(4),和(5)中的开关晶体管11b和晶体管11c是截止的。即,它们未被选定。
另外,由于ISEL是高电平的,输出5倍较大电流的电流输出电路B被选定,并连接到源极信号线18。并且,断开电压(Vgh)被加到栅极信号线17b,它是处于与第一1/2H期间相同状态。因此,在象素行(1),(2),(3),(4),和(5)中的开关晶体管11d是截止的,而电流不流经在对应象素行中的EL元件15。即,EL元件15在非照明的模式52。
因此,在象素行(1)中的各晶体管11a传递一股Iw×5的电流到源信号线18。然后,在各象素行(1)中的电容器19用5倍较大电流被程控。
在下一个水平扫描周期中,写入象素行移位一行。即,写入象素行(2)变成电流写入象素行。在第一1/2H时段,当写入象素行是第(2)象素行时,栅极信号线17a(2),(3),(4),(5)和(6)被选定。即,在象素行(2),(3),(4),(5)和(6)的开关晶体管11b和晶体管11c是开通的。另外,由于ISEL是低电平的,输出25倍的较大电流的电流输出电路A被选定,并连接到源信号线18。并且,断开电压(Vgh)被加到栅极信号线17b。
因此,在象素行(2),(3),(4),(5)和(6)中的开关晶体管11d是截止的,而电流不流经在对应象素行中的EL元件15。即,EL元件15是在非照明的模式52。另一方面,由于电压Vgl被施加到象素行(1)的栅极信号线17(1),晶体管11d是开通的,而在象素行(1)中的EL元件15照明。
由于5行象素行被同时选定(K=5),5只驱动器晶体管11a工作。即,25/5=5倍的较大电流流经各象素的晶体管11a。5只晶体管11a的总程控电流流经源信号线18。
在下一个1/2H的时段中(水平扫描周期的1/2),只有写入象素行51a被选定。即,只有第(2)象素行被选定。可从图31看到,开通电压(Vgl)只被加到栅极信号线17a(2),而断开电压(Vgh)则被施加到栅极信号线17a(3),(4),(5)和(6)。
因此,在象素行(1)和(2)中的晶体管11a是在工作(象素行(1)供给电流到EL元件15,而象素行(2)供应电流到源信号线18),但是在象素行(3),(4),(5)和(6)中的开关晶体管11b和晶体管11c是截止的。即,它们未被选定。
另外,由于ISEL是高电平的,输出5倍的较大电流的电流输出电路被选定,且把电流输出电路1222b连接到源极信号线18。并且,断开电压(Vgh)被施加到栅极信号线17b,它是处于与在第一1/2H期间相同的状态。因此,在象素行(2),(3),(4),(5)和(6)中的开关晶体管11d是截止的,而电流不流经在对应象素行中的EL元件15。即,EL元件15是在非照明的模式52。
因此,在象素行(1)中各晶体管11a传递一股Iw×5的电流到源信号线18。然后,在各象素行(1)中的电容器19用5倍的较大电流被程控。整个屏幕当上述操作依次被完成时被画出。
参考图30描述的驱动方法在第一周期中选择G行象素行(G是2或较大)并用这样的方法来实施程控,以便N倍的较大电流流经各象素行。在第二周期中,该驱动方法选择B行象素行(B小于G,但不小于1),并用这样的方法来实施程控,以便N倍的较大电流流经诸象素。
另一方案也是可用的。它在第一周期选择G行象素行(G是2或较大),并用这样的方法来实施程控,以便在所有的象素行中的总电流将是N倍的较大电流。在第二周期中,这方案选择B行象素行(B小于G,但不小于1),并用这样的方法来实施程控,使得在能选定的各象素行中的总电流(如果一行象素行被选定,则该电流在这一行象素行中)将是一股N倍的较大电流。例如,在图30(a1)中,5行象素行被同时选定,而2倍的较大电流流经在各象素中的晶体管11a。因此,5×2=10倍的较大电流流经源信号线18。在第二周期中,在图30(b1)中,一行象素行被选中。一股10倍的较大电流流经在这象素中的晶体管11a。
顺便提一下,在图31中,虽然在1/2H的时段中多行象素行被同时选定,且在1/2H的时段中单行象素行被选定,但这不是限制性的。在1/4H的时段中可能多行象素行被同时选定,且在3/4H的的时段中单行象素行可能被选定。并且,多行象素行被选定的时段和单行象素行被选定的时段的总和并不限于1H。例如,总时段可能是2H或1.5H。
在图30中,在第一1/2H中同时选定5行象素行之后,在第二时段中同时选定两行象素行也是可能的。这也能在实际上获得可接受的图象显示。
在图30中,在两个阶段中选定象素行-在第一1/2H时段中同时选定5个象素行,而在第二1/2H时段中选定单行象素行,但这不是限制性的。例如,它也可能在第一阶段中同时选定5行象素行,在第二阶段中选定这5行象素行中的两行,而在第三阶段中最后选定一行象素行。总之,图象数据可在两个或更多的阶段中写入象素行。
在上述的示例中,象素行逐行地被选定,并用电流来程控,或一次选定两行或更多行象素行,并用电流程控。不过,本发明并非限于这种情况。也可能采用根据图象数据的两个方法的结合:逐行地选定象素行,并用电流程控它们的方法,和一次选定两行或更多行象素行,并用电流程控它们的方法。
图186把逐行选定象素行的驱动系统与逐行选定多行象素行的驱动方法结合起来。
在一次选定多行象素行的场合下,为易于理解,假设两行象素行被同时选定,如图186(a2)所图示说明的。因此,在屏幕的顶部和底部各形成一行无效象素行281。
逐行选定象素行的驱动系统无需使用无效象素行。
顺便提一下,为易于理解,假设在图186(a1)(一行象素行被选定)和图186(a2)(两行象素行被选定)中的源驱动器IC14输出相等的电流。
因此,示于图186(a2)的一次选定两行象素行的驱动系统,与示于图186(a1)逐行选定象素行的驱动系统相比,提供屏幕亮度的一半。
为提供相等的屏幕亮度,可使在图186(a2)中的占空因子加倍(例如。如果在图186(a1)中的占空因子是1/2,则可知在图186(a2)中的占空因子设定到1/1=1/2×2)。
并且,输入到源驱动器IC14的参考电流的大小可被改变两倍这么多。或者,程控电流可加倍。
图186(a1)示出根据本发明的一种典型的驱动方法。如果输入视频信号是非隔行的(逐行的)信号,则采用在186(a1)中的驱动系统。如果输入视频信号是隔行的信号,则采用在图186(a2)中的驱动系统。并且如果视频信号具有低的图象分辨率。则采用图186(a2)中的驱动系统,也可能对移动的画面采用图186(a2)中的驱动方法,而对静止画面采用图186(a1)中的驱动方法,可通过控制供给到栅极驱动器电流12的启动脉冲来容易地转换在图186(a1)中的驱动方法和在图186(a2)中的驱动方法。
与图186(a1)逐行选择象素行的驱动系统相比,如图186(a2)所示,一次选择两行象素行的驱动系统的问题是提供屏幕亮度的一半。为提供相等的屏幕亮度,在图186(a2)中的占空因子可被加倍(例如,如果在图186(a1)中的占空因子是1/2,则在图186(a2)中的占空因子可被设定到1/1=1/2×2)。即,可改变图186(b)中非显示区52和显示区53的比例。
可通过控制供应到栅极驱动器电路1 2的启动脉冲容易地改变在图186(b)中的非显示区52和显示区53的比例。即,可根据在图186(a1)和186(a2)中的显示模式改变在图186(b)中的驱动模式。
现在,根据本发明的隔行驱动将在下面对它作更为详细的描述。图187示出根据本发明执行隔行驱动的显示屏的结构。在图187中,把标以奇数的象素行的栅极信号线17a连接到栅极驱动器电路12a1。把标以偶数的象素行的栅极信号线17a连接到栅极驱动器电路12a2。另一方面,把标以奇数的象素行的栅极信号线17b连接到栅极驱动电路12b1。把标以偶数的象素行的栅极信号线17b连接到栅极驱动器12b2。
因此,通过栅极驱动器电路12a1的操作(控制),在标以奇数的象素行中的图象数据被依次重写。在标以奇数的象素行中,通过栅极驱动器电路12b1的操作(控制)控制了EL元件的照明和非照明。并且通过栅极驱动器电路12a2的操作(控制),在标以偶数的象素行中的图象数据被依次重写。在标以偶数的象素行中通过栅极驱动器电路12b2的操作(控制)控制了EL元件的照明和非照明。
图188(a)示出在显示屏的第一场中工作的状态。图188(b)示出在显示屏的第二场中工作的状态。在图188中,标出栅极驱动器电路12的斜阴线指出栅极驱动器电路12不参与数据扫描操作。具体地说,在图188(a)的第一场中,栅极驱动器电路12a1正为程控电流的写入控制而工作着,而栅极驱动器电路12b2正为EL元件15的照明控制而工作着。在图188(b)的第二场中,栅极驱动器电路12a2正为程控电流的写入控制而工作着,而栅极驱动器电路12b1正为EL元件15的照明控制而工作着。上面的操作在该帧内被重复。
图189示出在第一场中的图象显示状况。图189(a)说明写入象素行(用电流(电压)程控的、标以奇数的象素行的位置)。写入象素行的位置依次被移位:图189(a1)→(a2)→(a3)。在第一场中,标以奇数的象素行被依次重写(在标以偶数的象素行的图象数据保持不变)。图189(b)图示说明标以奇数的象素行的显示状况。顺便提一下,图189(b)仅图示说明标以奇数的象素行,标以偶数的象素行在图189(c)中图示说明。可从图189(b)看出,在标以奇数的象素行中象素的EL元件15是非照明的。另一方面,标以偶数的象素行在显示区53和非显示区52被扫描,如图189(c)所示(N倍脉冲驱动)。
图190示出在第二场中图象显示的状况。图190(a)说明写入象素行(用电流电压)程控的、标以奇数的象素行的位置)。写入象素行的位置依次被移位:图190(a1)→(a2)→(a3)。在第二场中,标以偶数的象素行被依次重写(在标以奇数的象素行中的图象数据保持不变)。图190(b)说明标以奇数的象素行的显示状况。顺便提一下,图190(b)只说明标以奇数象素行的象素行,标以偶数的象素行在图190(c)中图示说明。可从图190(b)中看到,在标以偶数的象素行中象素的EL元件15是非照明的。另一方面,标以奇数的象素行在显示区53和非显示区52中都被扫描,如图190(c)所示(N倍脉冲驱动)。
可见,在EL显示屏上,可容易地实现隔行驱动。并且,N倍脉冲驱动消除了写入电流的短缺和模糊的移动画面。另外,可容易地控制电流(电压)程控和EL元件15的照明,且可容易地实施电路。
顺便提一下,根据本发明的驱动方法,并不限于示于图189和190的那些情况。例如,示于图191的驱动方法也是可用的,而在图189和190中,被程控的标以奇数的象素行或标以偶数的象素行属于非显示区52(非发光或黑色显示),在图191中的示例涉及使控制EL元件15照明的栅极驱动器电路12b1和12b2同步化。不过,不用说,用电流(电压)程控的写入象素行51属于非显示区(在图38的电流反映象素结构的场合下,无需为此)。在图191中,由于照明控制对标以奇数的象素行和标以偶数的象素是共同的,所以无需提供两个栅极驱动器电路:12b1和12b2。栅极驱动器电路12b单独能完成照明控制。
在图191中的驱动方法,对标以奇数的象素行和标以偶数的象素行这两者都使用照明控制。不过,本发明并不限于这些情况。图192示出照明控制在标以奇数的象素行和标以偶数的象素行之间变化的示例。在图192中,标以奇数的象素行的照明模式(显示区53和非显示区52),和标以偶数的象素行的照明模式具有相反的图形。因此,显示区53和非显示区52具有相同的尺寸。不过,这不是限制性的。
在上面的示例中,该驱动方法一次用一股电流(电压)来程控诸象素行。不过,根据本发明的驱动方法并不限于这些情况。不用说,可同时用电流(电压)程控两行象素行(多行象素行),如图193所示。另外,在图190和189中,并不严格地必须把所有的标以奇数的象素行或标以偶数的象素行置于非照明模式。
根据本发明的N倍脉冲驱动法,对不同象素行的栅极信号线17b采用相同的波形,并通过以1H间隔移位象素行来施加电流。这种扫描的采用使得用固定在1F/N的EL元件15的发光持续时间依次移位照明象素行成为可能。在对象素行的栅极信号线17b采用相同的波形时,用这个方法移位象素行是容易的。通过简单地控制加到在图6中的移位寄存器电路61a和61b的数据ST1和ST2可以做到这事的。例如,如果当输入ST1是低电平时,Vgh输出至栅极信号线17b,而当输入ST1是高电平时,Vgl输出到栅极信号线17b,则加到移位寄存器电路17b的ST2可在1F/N周期被设置为低电平,并在其余周期设置为高电平。然后输入的ST2可用时钟脉冲CLK2与1H同步被移位。
顺便提一下,EL元件15必须在0.5msec或较长的间隔中被开通和断开。由于视觉暂留,短的间隔将引起不充分的黑色显示,导致模糊的图象,并使得看上去彷佛分辨率已经降低。这也代表数据保存显示的显示状态。不过,增加开通/断开间隔到100msec将造成闪烁。因此,这EL元件的开通/断开间隔必须是不短与0.5msec并不长于100msec,更佳的是,这开通/断开间隔应为从2msec到30msec(包括这两个时间)。愈为佳的是,这开通/断开间隔应为从3msec到20msec(包括这两个时间)。
也如上述,未划分的黑色屏幕152获得良好的影片显示,但使得屏幕的闪烁更为显著。因此划分这黑色插入为许多部分是理想的。不过,太多的分区将造成移动画面模糊。分区数应从1到8(包括这两个数)。较佳的是它应是从1到5(包括这两个数)。
顺便提一下,黑屏的分区数可在静止画面和移动画面之间变化是较佳的。当N=4时,75%由黑屏占据,而25%则由图象显示占据。当分区数是1时,一条占有75%比例的黑显示被垂直扫描,当分区数是3时,有3块被扫描。此处每块由占25%的黑屏和占25%百分比的显示屏组成。分区数对静止画面被增加,对移动画面则被减少。或者根据输入图象(移动画面的检测)自动地、或者通过使用人手动地可做到这种转换。或者,根据诸如在显示装置上的视频的输入插口可做到这种转换。
例如,用于壁式显示器或在手机上的输入屏幕,分区数应为10或更多(在极端的场合下该显示器可在每一H开通和断开)。当以NTSC格式显示移动画面时,分区数应是从1到5(包括这两个数字)。较佳是,分区数可在三个或更多级中变换;例如,0,2、4、8分区,等。
较佳的是,黑屏对整个显示屏面的比,当把整个平面的面积作1时,应从0.2到0.9(按N,则从1.2到9),包括这两个比数。较佳的是,该比应从0.5到0.6(按N,则从1.25到6),包括这两个比数。如该比数是0.2或较小,影片显示并不改善多少。当该比数是0.9或较大,该显示部分变得明亮,而它的垂直移动变得易于用肉眼辩出。
并且,较佳的是,每秒的帧数是从10到100(10Hz到100Hz),包括这两个数。更佳的是,从12到65(12Hz到65Hz),包括这两个数。当帧数是小时,屏幕的闪烁变得显著,而帧数太大时,使得从源极驱动器电路14及其同类的电路写入困难,导致分辨率的变坏。
本发明使图象的亮度通过控制栅极信号线17来变化。不过,不用说,图象的亮度可通过改变加到源信号线18的电流(电压)来改变。很明显,上述的两种方法(图33和35及其同类的图)可结合起来使用:控制栅极信号线17的方法和改变加到源信号线18的电流(电压)的方法。
不用说明,上面的项目不仅适用于在图43、51、54及其同类的图中用于电压程控的象素结构,而且还也适用于在图38中用于电流程控的象素结构。这可通过在图38中晶体管11d,在图43中晶体管11d,和在图51中晶体管11e的开通/截止控制来完成。这样,通过开通和断开传递电流到EL元件15的接连,可容易地实现根据本发明的N倍脉冲驱动。
并且,在1F(不限于1F,任何单元时间均可)的周期的任何时间,栅极信号线17b可被设置到Vgl历经1F/N周期。这是因为预定的亮度是通过断开EL元件15经过从单元时间中的预定周期而获得。不过,较佳的是把栅极信号17b设置到Vgl并在电流程控周期(1H)之后立即照射EL元件15。这将减少在图1中电容器19的滞留特性效应。
并且,较佳的是,屏幕分区数被制作成可变的。例如,当使用人按亮度调节开关或转动亮度调节旋纽时,K值可能会响应而被改变。或者,K值可能会根据待显示的图象或数据,手动或自动地被改变。
这样,为改变K值(图象显示部分53的分区数)的机制可被容易地实现,这可简单地通过使改变ST(当在1F期间设置ST低电平时)的时间可调节即可变来获得。
顺便提一下,虽然参考图16及其同类的图已叙述过,在把栅极信号线17b设置到Vgl的时段(1F/N)期间被划分成多个部分(K部分),且在把栅极信号线17b设置到Vgl期间的时段1F(K·N)重复K次,但这不是限制性的。时段1F(K·N)可能被重复L(L≠K)次。换句话说,本发明通过控制电流流经EL元件15的时段(时间)来显示这显示屏幕50。因此,重复1F/(K·N)时段L(L≠K)次的概念包括在本发明的技术概念中,并且,改变L值,显示屏50的亮度能被数字式地改变。例如,在L=2和L=3之间有50%的亮度(反差)变化。在此描述的控制也适用于本发明其它的示例(当然它适用于在本文中稍后描述的示例)。这些也包括在根据本发明的N倍脉冲驱动中。
上面的诸示例,涉及在EL元件15和驱动器晶体管11a之间设置(形成)用作开关元件的晶体管11d和通过控制晶体管11d开通和断开屏幕50。这种驱动方法消除了在电流程控期间,在黑色显示条件下,写入电流的短缺,从而获得正常的分辨率或黑色显示。即,在电流程控中,它对获得正常的黑色显示是重要的。下一步描述的驱动方法通过复位驱动器晶体管11a获得了正常的黑色显示。这个示例将参考图32在下面描述。
在图32中的象素结构,基本上与图1所示的相同,采用图32中的象素结构,程控电流Iw流经EL元件15,照明了EL元件15,通过程控,驱动器晶体管11a保持了通过电流的能力。示于图32的驱动系统利用这通过电流的能力,复位(断开)了晶体管11a。在后文中,这个驱动系统被称为复位驱动。
采用示于图1的象素结构来实现复位驱动,晶体管11b和11c必须能被彼此独立地开通和截止。具体地说,如图32所图示说明的,必须能够独立地控制用于晶体管11b的开通/截止控制的栅极信号线17a(栅极信号线WR)和用于晶体管11c的开通/截止控制的栅极信号线17c(栅极信号线EL)。这栅极信号线17a和17c可采用两只于图6中图示说明的独立移位寄存器61来控制。
较佳的是,驱动电压应在驱动晶体管11b的栅极信号线17a和驱动晶体管11d的栅极信号线17b之间被变动(当采用图1的象素结构时)。栅极信号线17a的幅值(在开通和截止电压之间的差)应小于栅极信号线17b的幅值。
栅极信号线17的幅值太大将在栅极信号线17和象素16之间增加渗透电压,导致不充分的黑色电平。栅极信号线17a的幅度可通过控制当源信号线18的电位未加到(或被加到(在选择期间))象素16时的时间来控制。由于源信号线18在电位上的变化是小的,所以能把栅极信号线17a的幅值做小。
另一方面,栅极信号线17b被用于EL的开通/断开控制。因此,它的幅值变成大的。为此,输出电压在移位寄存器电路61a和61b之间被变化。如果象素由P-沟晶体管构成,近似地相等的Vgh(断开电压)被用于移位寄存器电路61a和61b,而使移位寄存器61a的Vgl(开通电压)比移位寄存器电路61b的Vgl(开通电压)较低。
参考图33将在下面描述复位驱动。图33是图示说明复位驱动原理的图解,首先,如在图33(a)中图示说明的,晶体管11c和11d是截止的,而晶体管11b是开通的。结果是,驱动晶体管11a的漏极(D)端和栅极(G)端是短路的,使电流Ib流过。一般,晶体管11a在前面的场(帧)中已用电流被程控。在这个状态,当晶体管11d被截止和晶体管11b被开通时,驱动电流Ib流经晶体管11a的栅极(G)端。因此,晶体管11a的栅极(G)端和漏极(D)端具有相同的电位,复位晶体管11a(到一没有电流流过的状态)。
晶体管11a的复位模式(在这模式中无电流流过)等效于一个状态。在这状态中一补偿电压被保存于参考图51及其同类的图所描述的电压补偿抵消模式中。即,在图33(a)的状态中,这补偿电压被保存在电容器19的端点间,这补偿电压随晶体管11a的特性而变。因此,在图33(a)中,晶体管11a不通过电流的状态被保留在各象素的电容器19中(即,晶体管11a通过接近于零的黑色显示电流)。
顺便提一下,在图33(a)的操作之前,较佳的是截止晶体管11b和11c,开通晶体管11d,和电流流经驱动器晶体管11a。较佳的是,应在最少的时间内完成这操作。否则,恐怕会有一股电流将流经EL元件15,照亮该EL元件15,从而降低显示反差。较佳的是,在这里的操作时间从1H(一个水平扫描周期)的0.1%到10%。包括这两个数据,更佳的是,从0.2%到2%即从0.2μsec到5μsec,(包括这两个数据)。并且,这个操作(该操作应在图33(a)中的操作前完成)可在屏幕的所有象素16上一次完成。这个操作将降低驱动器晶体管11a的漏极(D)端的电压,使电流Ib在图33(a)的状态下平稳的流过成为可能。顺便提一下,上述项目也适用于根据本发明的其它复位。
当图33(a)的操作时间变得较长时,流动一股较大的Ib电流,降低电容器19的端电压。因此,图33(a)的操作时间应被固定。已在实验上和分析上指出,较佳的是,在图33(a)的操作时间从1H到5H(包括这两个时间)。
较佳的是,这个时段应在R、G和B象素之间变化。这是因为EL材料在不同的彩色之间变化并且在不同的EL材料之间提升的电压会变化。最佳的适于EL材料的时段应为R、G和B象素分别作出规定。虽然已叙述过在示例中这时段应从1H到5H(包括这两个数据),很明显,在主要涉及黑色插入(黑色屏幕的写入)的驱动系统的场合下,该时段可能是5H或更长。顺便提一下,该时段越长,象素的黑色显示条件就越佳。
示于图33(b)的状态发生于在图33(a)的状态之后,在1H到5H(包括这两个数据)的时段期间,图33(b)示出晶体管11c和11b被开通,而晶体管11d被截止的状态,这是一种正在执行电流程控的状态,如较早描述过的。具体地说,程控电流Iw从源极驱动器电路14被输出(或被吸收)并流经驱动器晶体管11a,驱动晶体管11a的栅极(G)端的电位被设置,使得程控电流Iw流通(这设置的电位被保存于电容器19)。
如果程控电流Iw是零安倍,则晶体管11a保留在图33(a)中的状态中,在这状态中,晶体管11a不流通电流,因此获得正常的黑色显示。并当进行示于33(b)的白色显示的电流程控时,即使在象素中驱动晶体管特性有变化,电流程控从完全黑色显示的补偿电压被启动。因此,为达到目的的电流值的所需时间根据层次变得一致。这消除了由于晶体管11a在特性方面变化的层次误差,使获得正常的图象显示成为可能。
在图33(b)中的程控之后,晶体管11b和11c依次截止,而晶体管11d被开通以从驱动器晶体管11a传递程控电流Iw(=Ie)到EL元件15,从而照明EL元件15。在图33(c)所示的情况已参考图1及其同类的图描述过,因此将省略对其详细的描述。
参考图33所描述的驱动系统(复位驱动)由切断驱动器晶体管11a与EL元件15的连接(以使无电流)和在驱动器晶体管的漏极(D)端和栅极(G)端之间短路(或在源极(S)端和栅极(G)端之间,或一般来说,在这驱动器晶体管的包括栅极(G)端的两端之间)的第一操作和在第一操作之后用电流(电压)程控该晶体管的第二操作组成。至少该第二操作是在第一操作之后完成。顺便提一下,对于复位驱动,晶体管11b和11c必须能被独立地控制,如图32所示。
在图象显示模式(如果能观察到瞬时变化),待用电流程控的象素行被复位(黑色显示模式),并在1H之后用电流程控(因为晶体管11d是截止的,所以也在黑色显示中)。接着,电流被供应到EL元件15和象素行以预定亮度(以程控电流)照亮。即,黑色显示的象素行从屏幕的顶部移到底部,且它应看起来犹似图象在象素行绕过的位置上被重新写入。
顺便提一下,虽然已叙述过,电流程控是在一次复位之后的1H完成的,这个时段可能是近似5H或者较短。这是因为它对在图33(a)中待完成的复位化了相当长的时间。如果这时段似5H,5行象素行将显示黑色(包括通过电流程控象素行的6个象素行)。
并且,在一次复位的象素行数并不限于一行,而在一次可复位两行或更多行象素行。也可能通过交叠它们中的某些行在一次复位和扫描两行或更多行象素行,例如,如果一次复位4行象素行,在第一水平扫描期间(1单元)复位象素行(1)、(2)、(3)和(4),在第二水平扫描期间复位象素行(3)、(4)、(5)和(6),在第三水平扫描期间复位象素行(5)、(6)、(7)和(8),在第四水平扫描期间重新设置象素行(7)、(8)、(9)和(10)。顺便提一下,在33(b)和33(c)中的驱动操作,当然是在与图33(a)中的驱动操作同步实现的。
不用说,图33(b)和33(c)的驱动操作可同时在复位在屏幕中所有的象素之后,或在扫描期间被完成的。并且,很明显,象素行可在隔行的驱动模式(在一行或更多象素行的间隔下扫描)下被复位(在一行或更多象素行的间隔下),并且,象素行可随机复位,根据本发明的复位驱动涉及操作象素行(即,控制屏幕的垂直方向)。不过,复位驱动的概念并不限于控制对象素行方向的指示。例如,很明显,复位驱动可在象素列的方向上完成。
顺便提一下,在图33中的复位驱动如果与根据本发明的N倍脉冲驱动或与隔行驱动相结合,能获得较好的图象显示。特别是,在图22中的结构能容易地实现间歇N/K倍脉冲驱动(这个驱动方法在屏幕上提供两个或更多照明区,并可通过控制栅极信号线17b开通或断开晶体管11d来容易地被实现:而这在较早已描述过),因此,能获得没有闪烁的正常图象显示。
不用说,通过把反偏压驱动法,预充电驱动法,渗透电压驱动法,或稍后描述的同类方法结合起来,可获得更优良的图象显示。因此,很明显,与根据本发明的其它示例相结合下,可完成复位驱动。
图34是实现重新驱动的显示装置的方块图。栅极驱动器电路12a控制在图32中的栅极信号线17a和栅极信号线17b。通过对栅极信号线17a开通/断开电压的施加,晶体管11b被开通和截止。并且,通过对栅极信号线17b开通/断开电压的施加,晶体管11d被开通和截止。栅极驱动器电路12b控制在图32中的栅极信号线17c。通过对栅极信号线17c开通/断开电压的施加,晶体管11c被开通和截止。
因此,栅极信号线17a是由栅极驱动器电路12a控制的。而栅极信号线17c是由栅极驱动器电路12b控制的,这不仅使自由地规定开通晶体管11c和用电流程控驱动器晶体管11a的时间成为可能,而且还使自由规定开通晶体管11b并复位驱动器晶体管11a的时间成为可能。结构的其它部分与较早所描述的那些部分相同或类似,因此省略对其作描述。
图35是重新设定驱动的时标图。当对栅极信号线17a加开通电压以开通晶体管11b,并复位驱动器晶体管11a时,对栅极信号线17b施加截止电压以保持晶体管11d截止。这建立了示于图32(a)的状态。在这时段期间电流Ib流通。
虽然在图35中所示的时标图中,复位时间是2H(当对栅极信号线17a加开通电压,且晶体管11b被开通时),但这不是限制性的。复位时间可长于2H。如果复位可被非常迅速地完成,则复位时间可能会小于1H。
采用输入进栅极驱动器电路12的DATA(ST)脉冲周期,可容易地改变复位周期的持续时间。例如,如果输入进ST端的DATA被设置为高电平达2H的时段,则对各栅极信号线17a输出的复位时段是2H。类似地,如果输入进ST端的DATA被设置为高电平达5H的时段,则对各栅极信号线17a输出的复位时段是5H。
在1H的复位时段之后,对象素行(1)的栅极信号线17c(1)加开通电压。当晶体管11c开通时,加到源信号线18的程控电流Iw通过晶体管11c被写入驱动器晶体管11a。
在电流程控后,对象素行(1)的栅极信号线17c加截止电压,晶体管11c被截止,而象素与源信号线脱离连接。同时,截止电压也被加到栅极信号线17a,而驱动器晶体管11a离开复位模式(顺便提一下,术语“电流程控模式”比术语“复位”更适合于关于这段时期)。另一方面,对栅极信号线17b施加开通电压,晶体管11d被开通,而程控到驱动器晶体管11a的电流流经EL元件15。关于象素行(1)已说过的那些情况类似地适用于象素行(2)和后继的象素行。并且,从图35它们的操作是一目了然的。因此,省略对(2)和后继象素行的描述。
在图35中,复位时段是1H。图36示出复位时段为5H的示例。通过采用输入到栅极驱动器电路12的DATA(ST)脉冲周期可容易地改变复位周期的持续时间。图36示出输入到栅极驱动器电路12a的ST1端的DATA被设置为高电平达5H的时段,以及对各栅极信号线17a输出的复位时段是5H的例子。复位周期越长,复位被完成得越完整,导致正常的黑色显示。不过,显示亮度相应地降低。
在图36中,复位的时段已是5H。另外,复位模式是连续的。不过,复位模式不需要必须是连续的。例如,从各栅极信号线17a输出的信号可在每一H被开通和截止。通过操作形成在移位寄存器的输出级中的启动电路(未示出)或控制在输入到栅极驱动器电路12的DATA(ST)脉冲,可容易地获得这种开通/截止操作。
在示于图34中的电路结构中,栅极驱动器电路12a需要至少两只移位寄存器电路(一只用于栅极信号线17a,另一用于栅极信号线17b)。这提示栅极驱动器电路12a增加电路范围的问题。图37示出栅极驱动器电路12a只有一只移位寄存器的示例。从图37中电路的操作而得到的输出信号的时标图示于图35。注意,出自栅极驱动器电路12a和12b的栅极信号线17由图35和37之间不同的符号来指出。
正如可从下列事实看到的,“或”(OR)电路371包括在图37中,各栅极信号线17a的输出与来自前级到移位寄存器电路61a的输出进行“或运算(ORed)。即,栅极信号线17a输出一开通电压,时段为2H。另一方面,栅极信号线17c照原样输出移位寄存器电路61a的输出。因此,被加上开通电压,时段为1H。
例如,如果移位寄存器电路61a输出高电平信号第二,则有开通电压被输出到象素16(1)的栅极信号线17c,该象素现在正处于电流(电压)程控的状态中。同时,开通电压也被输出到象素16(2)的栅极信号线17a,开通象素16(2)的晶体管11b,并复位象素16(2)的驱动器晶体管11a。
类似地,如果移位寄存器电路61a输出高电平信号第三,则有开通电压被输出到象素16(2)的栅极信号线17c,该象素现正处于电流(电压)程控的状态中。同时,开通电压也被输出到象素16(3)的栅极信号线17a,开通象素16(3)的晶体管11b,并复位象素16(3)的驱动器晶体管11a。因此,栅极信号线17a输出开通电压为2H的时段,而栅极信号线17c接收开通电压为1H的时段。
在程控模式中,由于晶体管11b和11c同时开通(图33(b)),如果晶体管11c在过渡到非程控模式期间(图33(c)),在晶体管11b之前截止,发生在图33(b)中的复位模式。为防止这个情况,晶体管11c必须在晶体管11b之后被截止。为此,需把加到栅极信号线17a的开通电压早于加到栅极信号线17c。
上面的示例涉及在图32(基本上,在图1中)的象素结构。不过,本发明并不限于这些情况。例如,也适用于诸如示于图38中的一种电流反映象素结构。顺便提一下,在图38中,通过开通和截止晶体管11e,可实现在图13,15等中说明的N-倍脉冲驱动。图39是说明使用示于图38中电流-反映象素结构示例的解释性图解。在电流-反映象素结构中的复位驱动将参考图39在下面作描述。
如图39(a)所示,晶体管11c和11e被截止,而晶体管11d被开通。然后,电流程控的晶体管11b的漏极(D)端和栅极(G)端被短路,且电流Ib在它们之间流通,如该图所示。通常,晶体管11b在前面场(帧)中已由电流程控,且能流通电流(因为栅极电位被保存在电容器19中达1F的时段,且图象被显示,所以这是很自然的。不过,在整个黑色显示期间,电流并不流通)。在这个状态中,由于晶体管11e被截止,而晶体管11d被开通,所以驱动器电流Ib流经晶体管11a的栅极(G)端(栅极(G)端和漏极(D)端被短路)。因此,晶体管11a的栅极(G)端和漏极(D)端具有相同的电位,复位晶体管11a(到无电流流通的状态)。由于驱动晶体管11b与电流程控的晶体管11a共用使用栅极(G)端,所以驱动晶体管11b也被复位。
晶体管11a和11b的复位模式(在这模式中无电流流通)等效于补偿电压保存于参考图51及其同类的图所描述的电压补偿取消模式中的一个状态。即,在图39(a)的状态中,补偿电压被保存在电容器19的两端之间(补偿电压是启动电压,在这电压电流开始流通:当等于或大于该启动电压的电压被施加时,电流就流经晶体管11)。补偿电压随晶体管11a和11b的特性而变化。因此,在图39(a)中,晶体管11a和11b不流通电流的一个状态被保持在各象素的电容器19中(晶体管11a和11b通过接近于零的黑色显示电流,即,它们已被复位到电流开始流通的启动电压)。
在图39(a)中,当复位周期变得较长时,往往流动一股较大的Ib电流,减少电容器19的端电压,如在图33(a)的情况。因此,应固定在图39(a)中的操作时间。已从实验和分析上指出,较佳的是,在图39(a)中的操作时间是从1H到10H(10个水平扫描周期),包括这两个时间。更佳的是,应从1H到5H或从20μsec到2msec(包括这两个时间)。这也适用于图33中的驱动系统。
如在图33(a)的情况下,如果在图39(a)中的复位模式与在图39(b)中的电流程控的模式同步,则因为从在图39(a)中的复位模式到在图39(b)中的电流程控模式的时段是固定的(不变的),所以不存在问题。即,较佳的是,从在图33(a)或图39(a)中的复位模式到在图33(b)或图39(b)中的电流程控模式的时段应是从1H到10H(10个水平扫描周期)包括这两个时间。更佳的是,它应是从1H到5H或20μsec到2msec(包括这两个时间)。如果这个时段是短的,则驱动器晶体管11不被完全地复位。如果它是太长,则驱动器晶体管11被完全地截止,它意味着对电流程控需要较多的时间。并且,屏幕50的亮度被降低。
在图39(a)中的状态之后,发生了示于图39(b)中的状态。图39(b)示出晶体管11c和11d被开通,且晶体管11e被截止的状态。这是电流程控正在进行的状态。具体地说,程控电流Iw从源驱动器电路14被输出(吸收)且流经电流程控晶体管11a。驱动器晶体管11a的栅极(G)端电位被设置在电容器19中,使得程控电流Iw将流通。
如果程控电流Iw为零(黑色显示),晶体管11b被保持在图33(a)中不流通电流的状态中,因此,获得了正确的黑色显示。并且,当执行在图39(b)中的白色显示的电流程控时,即使有在象素中的驱动器晶体管的特性变化,电流程控从完全黑色显示的补偿电压开始(补偿电压是启动电压,在这电压时,根据各驱动器晶体管的特性规定的电流开始流通)。因此,到达目的电流值所需的时间根据层次变成一致。这就消除了由于在晶体管11a或11b特性方面的变化而引起的层次误差,使获得正确的图象显示成为可能。
在图39(b)中的电流程控之后,晶体管11c和11d依次被截止,而晶体管11e被开通以把程控电流Iw(=Ie)从驱动器晶体管11b传递到EL元件15,从而照亮EL元件15。在图39(c)中所示的那些情况,已被描述过,因此,省略对其作详细的描述。
参考图33和39描述的驱动系统(复位)由把驱动器晶体管11a或11b从EL元件15脱离连接(利用晶体管11e或11d,使得无电流流通),且在该驱动器晶体管的漏极(D)端和栅极(G)端之间短路(或在源极(S)端和栅极(G)端之间,或一般来说,在包括驱动器晶体管的栅极(G)在内的两端之间)的第一操作和在第一操作后,用电流(电压)程控驱动器晶体管的第二操作构成。
第二操作至少在第一操作后完成。顺便提一下,在第一操作中,驱动器晶体管11a或11b从EL元件15脱离连接的操作不是绝对需要的。在驱动器晶体管11a或11b没有从EL元件15脱离连接的情况下,驱动晶体管的漏极(D)端和栅极(G)端在第一操作中被短路,在复位模式中,只不过是一些变化能形成。是否省略脱离连接,应通过考虑在这结构阵列中晶体管的特性来确定。
在图39中的电流-反映象素结构提供一种驱动方法,这种方法复位电流程控的晶体管11a,并因此复位了驱动晶体管11b。
采用在图39中的电流-反映象素结构,并不总是需要把驱动器晶体管11b在复位模式中从EL元件15脱离连接。因此,执行下面的操作:在电流程控的晶体管a中的漏极(D)端和栅极(G)端之间短路(或在源极(s)端和栅极(G)端之间,或一般来说,在包括电流程控的晶体管的栅极(G)端的两端点之间,或在包括驱动器晶体管的栅极(G)端的两端点之间)的第一操作,和在第一操作后,用电流(电压)程控这电流程控的晶体管的第二操作。第二操作至少在第一操作之后被完成。
在图象显示模式(如果可观察到瞬时变化)中,用电流程控的象素行被复位(黑色显示模式),并在预定的H之后,用电流程控。黑色显示的象素行从屏幕的顶部移到底部,且它应该看上去犹似图象在象素行绕过的地方被重新写入。
虽然上面的示例已主要在与用于电流程控的象素结构有关的方面作了描述,但是根据本发明的复位驱动也能适用于电压程控的象素结构。图43是图示说明根据本发明用于在象素结构中为电压程控执行复位驱动的象素结构(屏结构)的解释性图解。
在示于图43的结构中,形成了复位驱动器晶体管11a的晶体管11e。当开通电压被加到栅极信号线17e时,晶体管11e开通,造成驱动器晶体管11a的栅极(G)端和漏极(D)端之间短路。此外还形成了截止EL元件15和驱动器晶体管11a之间电流通道的晶体管11d。根据本发明在象素结构中,为电压程控的复位驱动将参考图44在下面作描述。
如图44(a)所图示说明的,晶体管11b和11d被截止,而晶体管11e被开通。驱动器晶体管11a的漏极(D)端和栅极(G)端被短路,而电流Ib如该图中所示流动。因此,晶体管11a的栅极(G)端和漏极(D)端具有相同的电位,复位晶体管11a(到无电流流动的状态)。在复位晶体管11a之前,晶体管11d被开通,晶体管11e被截止,而电流与如参考图33或39所描述的HD同步化信号同步流经晶体管11a。然后完成示于图44(a)的操作。
晶体管11a和11b的复位模式(在这模式中无电流流动)等效于补偿电压保持于参考图41及其同类的图所描述的电压补偿取消模式中的一个状态中。即,在图44(a)的状态中,补偿电压(复位电压)被保持在电容器19的两端点间。复位电压随驱动器晶体管11a的特性而变。因此,在图44(a)中,驱动器晶体管11a不流通电流的状态被维持在各象素的电容器19中(晶体管11a通过接近于零的黑色显示电流,即它已被复位到电流开始流动的启动电压)。
顺便提一下,在用于电压程控的象素结构中,当复位周期变得较长时,往往流动一股较大的Ib电流,减少了电容器19的端电压,如用于电流程控的象素结构的情况一样。因此,在图44(a)中的操作时间应被固定。较佳的是,这操作时间应是从0.2H到5H(5个水平扫描周期)包括这两个时间。更佳的是,它应是从0.5H到4H或从2μsec到400μsec(包括这两个时间)。
另外,栅极信号线17e应与在前级的栅极信号线17a共用。即,栅极信号线17e应与在前级中,在该象素行中的栅极信号线17a短路。这个结构被称为前级栅极控制系统。顺便提一下,级-级栅极控制系统采用在感兴趣的象素行之前一个或多个H选定的象素行栅极信号线的波形。因此,这个系统并不限于前面的象素行。例如,感兴趣的象素行驱动器晶体管11a可采用在前面两象素行的栅极信号线的波形。
级-级栅极控制系统将被更具体地描述。假设,感兴趣的象素行是第(N)象素行,它的栅极信号线是17e(N)和17a(N)。1H前选定的前面的象素行被假设为第(N-1)行象素行,它的栅极信号线是17e(N-1)和17a(N-1)。在感兴趣的象素行1H后选定的象素行假设为第(N+1)行象素行,它的栅极信号线是17e(N+1)和17a(N+1)。
在第(N-1)H时段中,当开通电压被加到第(N-1)行象素行的栅极信号线17a(N-1)时,开通电压也被加到第N行象素行的栅极信号线17e(N)。这是因为象素行的栅极信号线17e(N)和栅极信号线17a(N-1)在前阶段是被短路的。因此,在第(N-1)行象素行中象素晶体管11b(N-1)被开通,而加到源信号线18的电压被写入驱动器晶体管11a(N-1)的栅极(G)端。同时,在第(N)行象素行中象素晶体管11e(N)被开通。驱动器晶体管11a(N)的栅极(G)端和漏极(D)端被短路,而驱动器晶体管11a(N)被复位。
在跟随第(N-1)个H周期之后的第(N)个H周期中,当开通电压被加到第(N)行象素行的栅极信号线17a(N)时,开通电压也被加到第(N+1)行象素行的栅极信号线17e(N+1)。因此,在第(N)行象素行中象素晶体管11b(N)被开通,且加到源极信号线18的电压被写入到驱动器晶体管11a(N)的栅极(G)端。同时,在第(N+1)行象素行中象素晶体管11e(N+1)开通,驱动器晶体管11a(N+1)的栅极(G)端和漏极(D)端被短路,而驱动器晶体管11a(N+1)被复位。
类似地,在第(N)个H周期之后的第(N+1)个周期中,当开通电压被加到第(N+1)行象素行的栅极信号线17a(N+1)时,开通电压也加到第(N+2)行象素行的栅极信号线17e(N+2)。因此,在第(N+1)行象素行中象素晶体管11b(N+1)被开通,而加到源信号线18的电压被写入驱动器晶体管11a(N+1)的栅极(G)端。同时,在第(N+2)行象素行中象素晶体管11e(N+2)被开通,驱动器晶体管11a(N+2)的栅极(G)端和漏极(D)端被短路,而驱动器晶体管11a(N+2)被复位。
根据上述的本发明阶段-阶段栅极控制系统,驱动器晶体管11a被复位1H的时段,然后,执行电压(电流)程控。
如在图33(a)的情况下,如果在图44(a)的复位模式与在图44(b)中电压程控模式同步化,则因为从在图44(a)中的复位模式到在图44(b)中的电流程控模式的时段是固定的(不变的),所以不存在问题。如果这时段是短的,则驱动器晶体管11不被完全地复位。如果它是太长,驱动器晶体管11a被完全地截止,它意味着为电流程控需要很多的时间。并且,屏幕12的亮度被降低。
在图44(a)的状态之后,发生了示于图44(b)的状态。图44(b)示出晶体管11b被开通,而晶体管11e和11d被截止。在图44(b)中的这个状态是正在执行电压程控的状态。具体地说,从源极驱动器电路14输出程控电压,并写入驱动器晶体管11a的栅极(G)端(驱动器晶体管11a栅极(G)端的电位被设置在电容器19中)。顺便提一下,在电压程控的场合下,在电压程控期间,并不总是需要截止晶体管11d。另外,如果不需要与示于图13,15或其同类的图中的N-倍驱动相结合或执行间歇的N/K-倍脉冲驱动(这个驱动方法在一屏幕中提供两个或多个照明区,并可通过开通和截止晶体管11e容易地被实现),则不一定需要晶体管11e。由于这情况已于较早被描述过,所以省略对其描述。
当采用示于图43的结构或示于图44的驱动方法,为白色显示执行电压程控时,即使在象素中驱动器晶体管的特性方面有变化,电压程控仍从完全黑色显示的补偿电压开始(补偿电压是在根据各驱动器晶体管特性规定的电流开始流动的启动电压)。因此,到达目的电流值所需的时间根据层次变得一致。这消除了由于在晶体管11a特性方面的变化而引起的层次误差,使获得正确的图象显示成为可能。
在图44(b)的电流程控之后,晶体管11d被截止,而晶体管11d被开通,以把来自驱动器11a的程控电流传递到EL元件15,从而照亮EL元件15,如图44(c)所示。
如上所述,根据本发明采用示于图43的电压程控的复位驱动由开通晶体管11d,截止晶体管11e,并与HD同步化信号同步地使电流流经晶体管11a的第一操作;把晶体管11a从EL元件15脱离连接,并在驱动器晶体管11a的漏极(D)端和栅极(G)端之间(或在源极(S)端点和栅极(G)端之间,或一般来说,在包括驱动器晶体管的栅极(G)端在内的两端之间)短路的第二操作;以及在上述操作后,用电压程控驱动器晶体管11a的第三操作构成。
在上面的示例中,晶体管11d是被开通和截止以控制从驱动器晶体管元件11a(在示于图1的结构情况下)来的电流传递到EL元件15。要开通和截止晶体管11d,栅极信号线17b需被扫描,对此,就需要移位寄存器电路61(栅极驱动器电路12)。不过,移位寄存器电路61是大尺寸的,而为栅极信号线17b采用移位寄存器电路61,使减小屏面宽度成为不可能。参考图40所描述的系统解决了这个问题。
顺便提一下,虽然在图1及其同类的图中说明的、用于电流程控的象素结构在这里是作为示例来主要描述的,但本发明并不限于这些情况,很明显,本发明也适用于参考图38及其同类的图所描述的用于电流程控的其它结构(电流-反映象素结构)。并且,开通和截止作为块的诸元件的技术概念也适用到在图41及其同类的图中用于电压程控的象素结构。根据本发明,由于这个方法使电流间歇地流经EL元件15,它可与施加反偏压的方法(参考图50等所描述的)相结合使用。因此,复位驱动可与根据本发明的其它示例结合起来使用。
图40示出块驱动系统装置的示例。为易于理解,假设栅极驱动器电路12直接形成在底板71或硅芯片上,栅极驱动器IC12被安装在底板71上。省略了源驱动器电路14和源信号线18以避免使附图复杂。
在图40中,栅极信号线17a被连接到栅极驱动器电路12。另一方面,栅极信号线17b被连到照明控制线401。在图40中,4根栅极信号线17b被连接到一根照明控制线401。
顺便提一下,虽然4根栅极信号线17b在这里聚集进一块中,但这不是限制性的,且很明显,多于4根栅极信号线17b可聚集进一装置。通常,把屏幕50分为5个部分或更多是较佳的。更佳的是应把屏幕50分为10个部分或更多。愈佳的是,应把屏幕分成20个部分或更多。少量的分区将增加闪烁。太大量的分区将增加照明控制线401的数目,使布置照明控制线401成为困难。
因此,在QCIF显示屏的场合下,它有220条垂直扫描线,至少220/5=44条或更多的条线应被聚集进一个块。更佳的是,220/10=11或更多根线应被聚集进一装置中。不过,把标以奇数的行和标以偶数的行聚集在不同的块中,即使在低的帧速下,也不会有太多的闪烁,因此这样两个块是足够的。
在图40的示例中,通过不论是施加开通电压(Vgl)还是施加截止电压(Vgh)依次到照明控制线401a,401b,401 c,401d,……,401n,流经EL元件15的电流在逐个块的基础上被开通和截止。
顺便提一下,在图40的示例中,栅极信号线17b与照明控制线401不相交。因此,可以没有栅极信号线17b变得与照明控制线401短路的缺陷。并且,由于在栅极信号线17b和照明控制线401之间没有电容性耦合,当栅极信号线17b从照明控制线401观看时,电容量的添加是很小的。这使驱动照明控制线401成为容易。
栅极驱动器电路12与栅极信号线17a连接。当把开通电压加到栅极信号线17a时,适合的象素行被选定,而在选定的诸象素行中的晶体管11b和11c被开通。然后,加到源极信号线18的电流(电压)被程控到在这些象素中的电容器19。另一方面,栅极信号线17b与在象素中的晶体管11d的栅极(G)端连接。因此,当把开通电压(Vgl)加到照明控制线401时,在驱动晶体管11a和EL元件15之间形成电流通道。当施加截止电压(Vgh)时,EL元件15的阳极端被开路。
较佳的是,加到照明控制线401的开通/截止电压的控制时标和通过栅极驱动器电路12输出到栅极信号线17a的象素行选择电压(Vgl)与一个水平扫描时钟脉冲(1H)同步。不过,这不是限制性的。
加到照明控制线401的信号简单地开通和截止传递到EL元件15的电流。它们不需与从源极驱动器电路14输出的图象数据是同步的。这是因为加到照明控制线401的信号试图控制程控送到在象素16中电容器19的电流。因此,它们不总是需要是与象素行选择信号同步的。即使当它们是同步的,时钟脉冲并不限于1-H信号,而可能是1/2-H或1/4-H信号。
即使在示于图38中电流-反映的象素结构的场合下,如果栅极信号线17b连接到照明控制线401,则晶体管11e可被开通和截止。因此,可实现块驱动。
顺便提一下,在图32中,通过把栅极信号线17a连接到照明控制线401并进行复位,有可能实现块驱动。换句话说,根据本发明的块驱动是一种驱动方法,这方法利用一根控制线,把多行象素行同时置于非照亮(黑色显示)模式。
在上面的示例中,每行象素行被设置(形成)一选择象素行。本发明并不限于这些,且一选择栅极信号线可为两行或更多行象素行设置(形成)。
图41示出这种示例。顺便提一下,为易于理解,主要使用在图1中的象素结构。在图41,用于象素行选择的栅极信号线17a同时选择三个象素(16R,16G,和16B)。参考字符R是要指出有关红色象素的一些信息,参考字符G是要指出有关绿色象素的一些信息,而参考字符B是要指出有关蓝色象素的一些信息。
因此,当栅极信号线17a被选定时,象素16R,16G,和16B就被选定,并准备写入数据。象素16R通过源信号线18R把信息写入电容器19R,象素16G通过源信号线18G把信息写入电容器19G,而象素16B通过源信号线18B把信息写入电容器19B。
象素16R的晶体管11d连接到栅极信号线17bR,象素16G的晶体管11d连接到栅极信号线17bG,而象素16B的晶体管11d连接到栅极信号线17bB。因此,象素16R的EL元件15R,象素16G的EL元件15G,和象素16B的EL元件15B可单独地被开通和截止。EL元件15R,EL元件15G,和EL元件15B的照明次数和照明周期可通过控制栅极信号线17bR,栅极信号线17bG,和栅极信号线17bB单独地控制。
为实现这个操作,在图6的结构中,形成(设置)四个移位寄存器电路是合适的:扫描栅极信号线17a的移位寄存器电路61,扫描栅极信号线17bR的移位寄存器电路61,扫描栅极信号线17bG的移位寄存器电路61,和扫描扫描信号线17bB的移位寄存器电路61。
顺便提一下,虽然已叙述过,大于预定电流N倍的电流流经源信号线18和大于预定电流N倍的电流流经EL元件15达1/N的时段,在实际中,这不能实现。实际上,加到栅极信号线17的信号脉冲渗透进电容器19,使得在电容器19上设置所要的电压值(电流值)成为不可能。通常,低于所要的电压值(电流值)被设定在电容器19上。例如,即使意欲设定10倍的较大电流值,但只有约5倍的较大电流值被设定在电容器19上。例如,即使规定N=10,但实际上N=5倍的较大电流流经EL元件。因此,本方法设定N倍的较大电流值使经EL元件15通过一股正比于或对应于N-倍值的电流,或者说,这个驱动方法对EL元件15以脉冲的方式施加大于所要值的电流。
这个方法执行电流(电压)程控,通过间歇地流经驱动器晶体管11a(在图1的例子中)的电流大于所要的值以便获得EL元件所要的发射亮度(即,如果电流连续地流经EL元件15,它将给出的亮度大于所要的亮度)。
顺便提一下,使用渗透到电容器19的补偿电路被接入源驱动器电路14,这将在稍后作描述。
较佳的是,在图1及其同类的图中,使用了N-沟晶体管作为开关晶体管11b和11c等。这将减少到达电容器19的渗透电压。并且,由于减少了电容器19的外泄漏(off Leakage),所以本方法可应用到10-Hz或更低的帧速。
根据象素结构,如果渗透电压趋于增加流经EL元件15的电流,白色峰值电压将增加,在图象显示中增加感觉到的反差。这会提供良好的图象显示。
相反,采用P-沟晶体管作为图1中的开关晶体管11b和11c以造成渗透也是有用的,从而获得正确的黑色显示。当P-沟晶体管11b截止时,电压进入高电位(Vgh),把电容器19的端电压稍稍移位到vdd一边。因此,在晶体管11a的栅极(G)端处的电压上升,导致更稠密的黑色显示,并且,用于第一层次显示的电流可被增加(可供给某个基极电流直至层次1为止),因此,在电流程控期间可减轻写入电流的短缺。
根据本发明另一驱动法将参考附图在下面作描述。图174是图示说明根据本发明进行按序驱动的显示屏的解释性图解,源驱动显示电路14通过在R、G和B之间的转换,把它们的数据输出到连接端761。因此,源驱动器电路14只需要在图48中1/3那样多的输出端。
从源驱动器电路14输出到连接端761的信号,通过输出转换电路1741被分配到18R、18G、18B。这输出转换电路1741通过多晶硅技术被直接形成在底板71上。这输出转换电路1741可用硅芯片形成并通过COG技术安装在底板71上。并且,这输出转换电路1741可被结合进源驱动器电路14,作为源驱动器电路14的子电路。
换向开关1742连接到R端。来自源驱动器电路14的输出信号被加到源信号线18R。如果把这换向开关1742连接到G端,则来自源驱动器电路14的输出信号被加到源信号线18G。如果把这换向开关1742连接到B端,则来自源驱动器电路14的输出信号被加到源信号线18B。
顺便提一下,在图175的结构中,当换向开关1742连接到R端时,换向开关的G端和B端是开路的。因此,进入源信号线18G和18B的电流是0A,从而,连接到源信号线18G和18B的象素16提供黑色显示。
当换向开关1742连接到G端时,换向开关的R端和B端是开路的。因此,流入源信号线18R和18B的电流是0A,从而连接到源极信号线18R和18B的象素16提供黑色显示。
在图175的结构中,当换向开关1742连接到B端时,换向开关的R端和G端是开路的。因此,流入源信号线18R和18G的电流是0A。从而,连接到源信号线18R和18G的象素16提供黑色显示。
基本上,如果一帧由三场组成,R图象数据在第一场中被依次写入屏幕50中的象素16。在第二场中,G图象数据被依次写入屏幕50中的象素16。在第三场中,B图象数据被依次写入屏幕50中的象素16。
因此,R数据→G数据→B数据→R数据…被依次写入合适的场中,以进行连续的驱动。
通过开通和截止如图1所示的开关晶体管11d如何来进行N-倍脉冲驱动已参考图5、13、16等作出过描述。不用说,这种驱动方法可与连续的驱动相结合。当然,很明显,根据本发明的其它方法可以与连续的驱动相结合。
在上面的示例中,已叙述过,当图象数据被写入R象素16中时,黑色数据就被写入G象素和B象素中,当图象数据被写入G象素16中时,黑色数据就被写入R象素和B象素,而当图象数据被写入B象素16中时,则黑色数据就被写入R象素和G象素中。但本发明并不限于这些情况。
例如,当图象数据被写入R象素16时,G象素和B象素可保持重新写入前场的图象数据。这样可使屏面50较亮。当图象数据被写入G象素16时,R象素和B象素可保持重新写入前场的图象数据。当图象数据被写入B象素16时,G象素和R象素可保持重新写入前场的图象数据。
为了在不同于被重新写入的彩色象素的象素中保持图象数据,可对R,G和B象素单独控制栅极信号线17a。例如,如在图174中图示说明的,可指定栅极信号线17aR,作为开通和截止R象素的晶体管11b和11c的信号线,可指定栅极信号线17aG,作为开通和截止G象素的晶体管11b和11c的信号线,而可指定栅极信号线17bB,作为开通和截止B象素的晶体管11b和11c的信号线。另一方面,可指定栅极信号线17b,作为共同地开通和截止R,G和B象素的晶体管11d的信号线。
采用上面的结构,当源驱动器电路14输出R图象数据,且换向开关1742被设置到R接点,开通电压可被加到栅极信号线17aR,且截止电压可被加到栅极信号线aG和aB。因此,R图象数据可被写入到R象素16,而G象素16和R象素16可保留前场的图象数据。
当源驱动器电路14在第二场输出G图象数据,且换向开关1742被设置到G接点,开通电压可被加到栅极信号线17aG,且截止电压可被加到栅极信号线aR和aB。因此,G图象数据可被写入到G象素16,而R象素16和B象素16可保留前场的图象数据。
当源驱动器电路14在第三场输出B图象数据,且换向开关1742被设置到B接点,开通电压可被加到栅极信号线17aB,且截止电压可被加到栅极信号线aR和aG。因此,B图象数据可被写入到B象素16,而R象素16和G象素16可保留前场的图象数据。
在图174所示的示例中,栅极信号线17a以这种方式来设置(形成),使能单独地开通和截止R,G,和B象素16的晶体管11b。不过,本发明并不限于这些情况。例如,对R,G,和B象素16共用的栅极信号线17a可被形成即被设置为如图175中所图示说明的。
关于在图174及其同类图中的结构,已叙述过,当R源信号线被换向开关1742选定时,G和B源信号线被开路。不过,开路态是在电学上的浮动态,且不是所希望要的。
图175示出一种结构,在该结构中采取了措施以消除这种浮动态。输出开关电路1741的换向开关1742的一端点a连接到电压Vaa(用于黑色显示的电压)。端点b连接到源驱动器电路14的输出端。对各R,G,和B象素都接入了换向开关1742。
在图175所示的状态中,换向开关1742R被连接到Vaa端。因此,电压Vaa(用于黑色显示的电压)被加到源信号线18R。换向开关1742G被连接到Vaa端。因此,电压Vaa(用于黑色显示的电压)被加到源信号线18G。换向开关1742B被连接到源驱动器电路14的输出端。因此,B图象信号被加到源信号线18B。
在上面的状态中,B象素被重新写入,且黑色显示电压被加到R象素和G象素。当换向开关1742被控制在上面的方式中时,由象素16组成的图象被重新写入。顺便提一下,栅极信号线线17b的控制与在上面描述的诸示例中一样,因此,省略对其作详细的描述。
在上面的示例中,R象素16在第一场中被重新写入,G象素16在第二场中被写入,而B象素16在第三场中被写入。即,重新写入的象素彩色每场都变化。本发明并不限于这些情况。重新写入的象素彩色可在每水平扫描周期(1H)改变。例如,一种可能的驱动方法涉及在第一H中重新写入R象素,在第二H中G象素,并在第三H中B象素,在第四H中R象素,等等。当然,重新写入的象素彩色可每二个水平扫描周期或每1/3场被改变一种彩色。
图176示出重新写入的象素彩色每一H改变的示例。顺便提一下,在图176到178中,斜阴影线指出象素16或是从前场保留图象数据,而不是被重新写入的,或是以黑色显示。当然,象素的黑色显示和从前场保留图象数据可被交替地重复。
不用说,在图174到178的驱动系统中,也可能采用在图13中的N-倍脉冲驱动或同时M-行的驱动。图174到178示出象素16的写入。虽然未描述EL元件15的照明控制,很明显,这个示例可与稍早或稍后描述的诸示例结合起来使用。
一帧未必需要由三场来组成,且可由两场或四场或更多场来组成。在本文图示说明的一示例中,一帧由两场组成,出自三原色RGB的R和G象素在第一场中被重新写入,而B象素则在第二场中被重新写入。在本文图示说明的另一示例中,一帧由四场组成,出自三原色RGB的R象素在第一场中被重新写入,G象素在第二场中被重新写入,而B象素则在第三和第四场中被重新写入。在这些顺序中,如把R,G,和B的EL元件15的照明效率考虑进去,则可更有效地获得白色平衡。
在上面的示例中,R象素16在第一场中被重新写入,G象素16在第二场中被重新写入,而B象素16则在第三场中被写入。即,每场改变重新写入的象素彩色。
根据示于图176的示例,在第一场中,在第一H中R象素被重新写入,在第二H中G象素被重新写入,在第三H中B象素被重新写入,在第四H中R象素被重新写入,等等。当然,可每两个或更多的水平扫描周期或每1/3场改变重新写入象素的彩色。
根据示于图176的示例,在第一场中,在第一H中,R象素被重新写入,在第二H中,G象素被写入,在第三H中,B象素被重新写入,以及在第四H中R象素被重新写入。在第二场中,在第一H中,G象素被重新写入,在第二H中,B象素被重新写入,在第三H中,R象素被重新写入,以及在第四H中,G象素被重新写入。在第三场中,在第一H中,B象素被重新写入,在第二H中,R象素被重新写入,在第三H中G象素被重新写入,以及在第四H中B象素被重新写入。
因此,在每场中,任意地或按某些规则重新写入R,G和B象素有可能防止在R,G,和B彩色之间的分离。并且,减少了闪烁。
在图177中,每一H,多个象素16的彩色被写入。在图176中,在第一场中,在第一H中,重新写入的象素16是R象素,在第二H中,重新写入的象素16是G象素,在第三H中,重新写入的象素16是B象素,在第四H中,重新写入的象素16是R象素。
在图177中,每一H改变重新写入的不同彩色象素的位置。通过指定R,G和B象素到不同的场(不用说,这可用某些规则性来完成),且依次重新写入它们,有可能不仅减少闪烁,而且还防止在R,G和B之间的分离,
顺便提一下,即使在图177的示例中,这R,G和B象素在各画面元素中,应具有相同的照明时间或照明强度,这画面元素是一组R,G和B象素。不同说,这也在图175,176,及其同类图的示例中实行,以避免彩色上的不规则。
如图177所示,为了在每个H中,重新写入不同彩色的象素(在图177中,在第一场的第一H中,重新写入三种彩色——R,G和B),在图174中,可把源驱动器电路14配置成输出任意彩色的图象信号(或用某些规则决定的彩色)到诸端点,以及可把换向开关1742制作成任意(或具有某种规律性)连接到R,G和B的接触点。
在图178示例中的屏除了三原色RGB之外,还具W(白色)象素16W。通过形成即设置象素16W,不仅获得高亮度显示,而且还有可能正确地获得彩色的峰值亮度。
图178(a)示出R,G,B,和W象素16被形成于每象素行中的一示例。图178(b)示出R,G,B,和W象素被依此设置在不同的象素行中的示例。
不用说,在图178中的驱动方法可结合在图176,177等中的驱动方法。并且,很明显,可把N-倍脉冲驱动,同时的M-行驱动等结合进来。在本领域中技术人员可根据本说明书容易地实现这些事情,因此,省略对其作描述。
顺便提一下,为易于理解,假设根据本发明的显示屏具有三原色RGB,但这不是限制性的。显示屏除了R,G,和B之外,还可具有蓝绿色,黄色,和品红色,或它可具有R,G,和B中的任何一种或R,G,和B中的任何两种。
并且,虽然已经叙述过,在每场中连续驱动系统处理R,G,和B,很明显,本发明并不限于这些情况。另外,在图174到178的示例中,图示说明图象数据如何被写入进象素16的。它们不说明(当然,虽然它们是相关的)通过操作晶体管11d并流经EL元件15的电流来显示图象的方法,与图1中的不一样。在示于图1中的结构,通过控制晶体管11d,电流被流经EL元件15。
并且,在图176,177等中的驱动方法可通过控制晶体管11d,依次显示RGB图象(在图1的情况下)。例如,在图179(a)中,R显示区53R,G显示区53G,和B显示区53B,在一帧(一场)周期期间从屏幕的顶部被扫描至底部(或从底部到顶部)。其余的区域变成非显示区52。即,执行间歇驱动。
图179(b)示出在一场(一帧)周期期间产生多个RGB显示区53的例子。这个驱动方法模拟在图16中所示的一种方法。因此,它不需对它作解释。在图179(b)中,通过划分显示区53,即使在较低的帧速时有可能消除闪烁。
图180(a)示出R,G,和B显示区53具有不同大小的情况(不用说,显示区53的大小正比于它的照明时段)。在图180(a)中,R显示区53R和G显示区53G具有相同的大小。B显示区53B具有比G显示区53G较大的尺寸。采用有机的EL显示屏,B常常会有较低的照明效率。通过使B显示区53B大于其它彩色的显示区53,如图180(a)所示,有可能有效地获得白色平衡。
图180(b)示出在一场(一帧)周期期间,有多个B显示周期53B(53B1和53B2)的示例。而图180(a)示出一种改变一个B显示区53B大小以使白色平衡被正确地调节的方法,图180(b)示出一种显示多个具有相同表面区的显示区53B以获得正确的白色平衡的方法。
根据本发明的驱动系统并不限于图180(a),或图180(b)。意欲产生R,G和B显示区53并建立间歇显示,从而改正模糊的移动画面和对象素16不充分的写入。采用示于图16的驱动方法,不产生用于R,G和B独立的显示区53。R,G和B同时被显示(应说明,出现W显示区53)。顺便提一下,很明显,可把图180(a)和图180(b)结合起来。例如,有可能把采用在图180(a)中的用于R,G和B的不同尺寸显示区53的驱动方法与在图180(b)中的用于R,G和B的产生多个显示区53的驱动方法结合起来。
顺便提一下,根据本发明,在图179和180中的驱动方法并不局限于在图174到178中的驱动方法。不用说,采用使流经EL元件15(EL元件15R,EL元件15G,和EL元件15B)的电流对R,G和B被分别控制的结构,如图41所示,可容易地实现图179和180中的驱动方法。通过施加开通/截止电压到栅信号线17bR有可能开通和截止R象素16R。通过施加开通/截止电压到栅信号线17bG,有可能开通和截止G象素16G。通过施加开通/截止电压到栅信号线17bB,有可能开通和截止B象素16B。
通过形成或设置控制栅信号线17bR的栅驱动器电路12bR,控制栅信号线17bG的栅驱动器电路12bG,和控制栅信号线17bB的栅驱动器电路12bB,可实现上面的驱动,如图181所图示说明的。通过由在图6或其同类的图中描述的方法驱动在图181中的栅极驱动器12bR,12bG和12bB,可实现在图179和180中的驱动方法。当然,很明显,采用在图181中的显示屏结构可实现在图16及其同类的图中的驱动方法。
并且,采用示于图174到177中的结构,可在不采用控制EL元件15R的栅信号线17bR,控制EL元件15G的栅信号线17bG,和控制EL元件15B的栅信号线17bB的情况下,采用对R,G和B象素共用的栅信号线17b就可实现在图179和180中的驱动方法,只要黑色图象数据可被写入不同于它的图象数据被重新写入象素16的象素16就行。
参考图15,18,21等已叙述过,每一水平扫描周期(1H),栅信号线17b(EL侧选择信号线)施加一开通电压(Vgl)和截止电压(Vgh)。不过,在恒定电流的情况下,EL元件15的光照射量正比于电流的持续时间。因此,这持续时间不受1H的限制。
图194示出1/4占空率驱动。每4H把开通电压加到栅信号线17b(EL侧选择信号线)1H,而对所加开通电压的位置与水平同步信号(HD)同步被扫描。因此,导电时段的单位长度是1H。
不过,本发明并不限于这些情况。导电时段的持续时间可小于1H(在图197中为1/2H),如图197所示,或可等于或小于1H。总之,导电时段的单位长度不限于1H,而可容易地产生与1H不同的单位长度。形成或设置在栅驱动器电路12b(控制栅信号线17b的电路)输出级中的OEV2电路可被用于那个目的。
为介绍输出启动(OEV)的概念,作出下列规定。通过进行OEV控制,可把开通和截止电压(电压Vgl和电压Vgh)在一个水平扫描周期(1H)内从栅信号线17a和17b加到象素16。
为易于理解,假设在根据本发明的显示屏中,待用电流程控的象素行被栅信号线17a(在图1的情况下)选定。从控制栅信号线17a的栅驱动器电路12a的输出被称为WR侧选择控制线。此外还假设,EL元件15被栅信号线17b(在图1的情况下)选定。从控制栅极信号线17b的栅极驱动器电路12b的输出被称为EL侧选择信号线。
栅驱动器电路12被馈入启动脉冲,它在移位寄存器内依次保存数据时被移位。根据在栅驱动器电路12a的移位寄存器中的保存数据,确定是否输出开通电压(Vgl)或截止电压(Vgh)到WR侧选择信号线。强行截止输出的OEV1电路(未示出)形成或设置于栅极驱动器电路12a的输出级中。当OEV1电路是低电平时,WR侧选择信号,它是栅驱动器电路12a的输出,照原来样子被输出到栅信号线17a。上面的关系在图224(a)(OR电路)逻辑地作了图示说明。顺便提一下,开通电压被设置于逻辑电平L(0),而截止电压被设置于逻辑电压H(1)。
即,当驱动器电路12a输出截止电压时,该截止电压被加到栅信号线17a。当栅驱动器电路12输出开通电压(逻辑低),它是通过OR电路与OEV1电路的输出进行“或”(OR)运算,且其结果被输出到栅信号线17a。即,当OEV1电路是高电平时,截止电压(Vgh)被输出到栅驱动器信号线17a(参见图224中示范性时标图)。
根据栅极驱动器电路12b移位寄存器中的保存数据,确定是否输出开通电压(Vgl)或截止电压(Vgh)到栅极信号线17b(El侧选择信号线)。强行截止输出的OEV2电路(未示出)形成或设置于栅驱动器电路12b的输出级中。当OEV2电路是低电平时,栅驱动器电路12b的输出照原来的样子被输出到栅信号线17b。上面的关系在图116(a)中被逻辑地图示说明。顺便提一下,开通电压被设置在逻辑电平L(0),而截止电压被设置在逻辑电压H(1)。
即,当栅驱动器电路12b输出截止电压(EL侧选择信号是截止电压)时,该截止电压被加到信号线17b。当栅驱动器电路12输出开通电压(逻辑低)时,它是通过OR电路与OEV2的电路进行“或”运算,且其结果被输出到栅信号线17b。即,当输入信号是高电平时,OEV2电路输出截止电压(Vgh)到栅驱动器信号线17b。因此,即使来自OEV2电路的EL侧选择信号是开通电压,截止电压还是被强行输出到栅信号线17b。顺便提一下,如果到OEV2电路的输入是低电平的,则EL侧选择信号被直接输出到栅信号线17b(参见在图176中示范性时标图)。
顺便提一下,屏幕亮度在OEV2的控制下被调节。对屏幕亮度的变化存在允许的限度。图223说明在允许的变化(%)如屏幕亮度(nt)之间的函数关系。可从图223看到,相当暗的图象具有小的可允许变化。因此,在OEV2的控制下或通过占空因素控制来进行屏幕50的亮度调节中,应考虑到屏幕50的亮度。当屏幕是暗时,允许的变化应比当它是亮时较短。
在图195中,栅信号线17b(EL侧选择信号线)的导电时段没有1H的单位长度。比1H短一点的开通电压被加到在标以奇数的象素行中的栅信号线17b(EL侧选择信号线)。一非常短时段的开通电压被加到在标以偶数的象素行中的栅信号线17b(EL侧选择信号线)。加到在标以奇数的象素行中栅信号线17b(EL侧选择信号线)开通电压的持续时间T1加上加到在标以偶数的象素行栅信号线17b(EL侧选择信号线)的持续时间T2被设计为1H。图195示出第一场的状态。
在跟在第一场后的第二场中,比1H短一点的开通电压被加到在标以偶数的象素行中的栅信号线17b(EL侧选选择信号线)。一非常短时段的开通电压被加到在标以奇数的象素行中的栅信号线17b(EL侧选择信号线)。加到在标以偶数象素行中栅信号线17b(EL侧选择信号线)开通电压的持续时间T1加上加到在标以奇数的象素行中栅信号线17b(EL侧选择信号线)开通电压的持续时间T2被设计为1H。
加到在多行象素行中栅信号线17b开通电压的持续时间总和可设计成恒定的。或者说,在各场中各象素行中的EL元件15的照明时间可被设计成恒定的。
图196示出信号线17b(EL侧选择信号线)的导电时段是1.5H的情况。在点A处,栅信号线17b电位的上升和下降被设计成重叠。栅信号线17b(EL侧选择信号线)和源信号线18是耦合的。因此,在栅信号线17b(EL侧选择信号线)波形中的任何变化渗透到源信号线18。从而,在源信号线18中的任何电位变动降低了电流(电压)程控的准确性,造成在驱动器晶体管11a的特性方面的不规则现象出现在显示中。
参考图196,在点A处,加到栅信号线17B(EL侧选择信号线)(1)的电压,从开通电压(Vgl)改变成截止电压(Vgh)。加到栅信号线17B(EL侧选择信号线)(2)的电压,从截止电压改变成开通电压(Vgl)。因此,在点A处,栅信号线17B(EL侧选择信号线)(1)的信号波形和栅信号线17B(EL侧选择信号线)(2)的信号波形彼此抵销掉。结果,即使栅信号线17B(EL侧选择信号线)和源信号线18是耦合的,在栅信号线17b(EL侧选择信号线)中的变化并不渗透到源信号线18。这改善了电流(电压)程控的准确性,导致均匀的图象显示。
顺便提一下,在图196的示例中,导电时段是1.5H。不过,本发明并不限于这些情况。不用说,开通电压施加的持续时间可以是1H或较少,如图198所图示说明的。
通过调节对栅信号线17B(EL侧选择信号线)开通电压施加的持续时间,有可能线性地调节显示屏幕50的亮度。这通过OEV2电路的控制可容易地完成。参考图199,例如,在图199(b)中的显示亮度低于在图199(a)中的显示亮度。并且,在图199(c)中的显示亮度低于在图199(b)中的显示亮度。
如图200所示,在1H的时段中,可施加多组开通电压和截止电压。图200(a)示出加了6组的示例。图200(b)示出加了3组的示例。图200(c)示出加了1组的示例。在图200中,在图200(b)中的显示亮度低于在图200(a)中的显示亮度。在图200(c)中的低于在图200(b)中的。因此,通过控制导电时段的数目可容易地调节(控制)显示亮度。
对根据本发明的N-倍脉冲驱动诸问题中的一个就是比在常规的情况下大N倍的电流被加到EL元件15,虽然是瞬时的。大电流可能会降低EL元件的使用时间。为解决这个问题,对EL它施加反偏压Vm可能是有用的。
反偏压的施加意味着反向电流的施加,因此,注入的电子和正空穴被分别引导到负的和正的空穴。这使在有机层中取消空间电荷的形成成为可能,并减少电化学退化,从而延长了使用时间。
图45示出反偏压Vm对在EL元件15的端电压中变化的关系曲线图。当额定电流被加到EL元件15时,端电压就形成了。在图45中,流经EL元件15电流的电流密度每平方米为100A。在图45中的走向指出与当电流密度为50到100A时观察到的走向几乎没有差别。因此,足以推定这个方法可被应用于范围广泛的电流密度。
纵轴代表EL元件在2500小时后的端电压对初始端电压之比。例如,如果这端电压分别为8V和10V,当具有每平方米100A电流密度的电流在时间0(零)被施加时,而在2500小时后,端电压比为10/8=1.25。
横轴代表反偏压Vm和在一时段中它的施加持续时间H对额定端电压V0之比。例如,如果反偏压Vm在60Hz(60Hz没有特殊的意义)时被施加1/2(半)个周期,于是t1=0.5。并且,当具有电流密度为每平方米100A的电流在时间0(零)被施加时,如果端电压(额定端电压)为8V,且如果反偏压为8V,于是|反偏压×t1|/(额定端电压×t2)=|-8(V)×0.5|/(8(V)×0.5)=1.0。
在图45中,当|反偏压×t1|/(额定端电压×t2)为1.0或更大(对初始额定端电压无变化)时,端电压比停止变化。因此,反偏压Vm的施加工作得很好。不过,当|反偏压×t1|/(额定端电压×t2)是1.75或较大时,端电压之比往往会增加。因此,反偏压Vm和施加持续时间率t1(或t2或在t1和t2之间的比)应以这样的方式来确定,使得|反偏压×t1|/(额定端电压×t2)等于或大于1.0。较佳的是,反偏压Vm和施加持续时间率t1应以这样的方式来确定,使得|反偏压×t1|/(额定端电压×t2)等于或小于1.75。
不过,对偏压驱动,反向偏压Vm和额定电流应被交替地施加。为使样品A和B在单位时间的平均亮度通过反偏压的施加而相等,如图46所示,要瞬时通过比当没有施加反偏压时较大的电流是必要的。因此,反偏压Vm的施加(在图46样品A)也增加EL元件15的端电压。
不过,在图45中,甚至用涉及施加反偏压的驱动方法,这额定端电压V0应满足平均亮度(即,照亮EL元件15)。(根据在本文引用的诸示例,当施加具有电流密度为200A/M2的电流时,可获得这样一种的端电压。不过,由于占空率是1/2,在一周上的平均亮度等于在电流密度为200A/M2的亮度)。
通常,在视频显示的场合下,施加到(流经)各EL元件15的电流近似地为白色峰电流(在额定端电压下,或在根据在本文引用的诸示例的具有电流密度为100A/M2的电流下流动的电流)的0.2。
所以,对于在图45的示例中,横轴的值应乘以0.2。因此,反偏压Vm和施加持续时间率t1(或t2或在t1和t2之间的比)应在这样的方式下来确定,使得|反偏压×t1|/(额定端电压×t2)等于0.2或较大。较佳的是,反偏压Vm和施加持续时间率t1应在这样的方式下来确定,使得反偏压Vm和施加持续施加率t1应在这样的方式下来确定,使得|反偏压×t1|/(额定端电压×t2)等于0.35(=1.75×0.2)或较小。
即,在图45中的横轴上(|反偏压×t1|/(额定端电压×t2),1.0的值应被改为0.2。因此,在显示屏上显示视频(可能这是正常的情况,而大概不会经常显示白色屏面),反偏压Vm应以这样的方式被施加预定时间t1,使得|反偏压×t1|/(额定端电压×t2)等于0.2或较大。即使|反偏压×t1|/(额定端电压×t2)的值增加了,端电压之比不会增加很大,如图45所示。因此,通过考虑白色屏面显示,应把上限设置到使得|反偏压×t1|/(额定端电压×t2)等于1.75或较小。
根据本发明的反偏压驱动将参考附图作描述。在用于反偏压驱动的象素结构中,使用了N-沟晶体管11g,如图47所示。当然,这也可以是P-沟晶体管。
在图47中,当加到栅极电位控制线473的电压被设置成高于加到反偏压线471的电压时,晶体管11g(N)开通,而反偏压Vm被加到EL元件15的阳极。
在图47及其同类图中的象素结构中,可经常在固定电位上操作栅极电位控制线473。例如,在图47中,当电压VK是0V时,栅极电位控制线473的电位被设置到0V或较高(较佳的是,2V或较高)。顺便提一下,这电位用Vsh来表示。在这状态中,当反偏压线471的电位被设置到反偏压Vm(0V或较低,较佳的是-5V或低于VK)时,晶体管11g(N)开通,而反偏压被加到EL元件15的阳极。当把反偏线471的电压设置到高于加到栅极电位控制线473的电压时(即,晶体管11g的栅极(G)端电压),晶体管11g保持在截止,而反偏压Vm不加到EL元件15的阳极。当然,很明显,在这状态中,可把反偏线471放进高阻抗的状态中(诸如开路态)。
并且,可单独形成即设置栅极驱动器电路12c来控制反偏压线471,如图48所图示说明的。栅极驱动器电路12c象在栅极驱动器电路12a的情况一样,通过依次移位来工作,而反偏压的施加位置与移位操作同步被移位。
上面描述的驱动方法,使得用把晶体管11g的栅极(G)端设置在固定的电位,通过仅改变反偏压线471的电位,把反偏压Vm加到EL元件15成为可能。这使得易于控制反偏压Vm的施加。
当电流不流经EL元件15时,施加反偏压Vm。这通过当晶体管11d被截止时开通晶体管11g就可做到。即,把晶体管11d的开通/截止逻辑的反向加到栅极电位控制线473。例如,在图47中,晶体管11d和11g的栅极(G)端可连接到栅信号线17b。由于晶体管11d是P-沟晶体管,而晶体管11g是N-沟晶体管,所以它们以相反的方式开通和截止。
图49是反偏驱动的时标图。在这图中,诸如(1)和(2)的脚标指出象素行数。为易于解释假设(1)指示第一象素行,而(2)指示第二行象素行,但不是限制性的。也可考虑(1)指示第N行象素行,而(2)侧指示第(N+1)行象素行。除了几个特殊的例子外,上述情况适用于其它示例。虽然在图49及其同类图中的示例通过引用在图1及其同类图中的象素结构作描述的,但这不是限制性的。它们也可应用到,例如,在图41,38等中的象素结构。
当把开通电压(Vgl)加到在第一行象素行中栅信号线17a(1)时,截止电压(Vgh)被加到在第一行象素行中栅信号线17b(1)。因此,晶体管11d被截止,而电流不流经EL元件15。
把电压Vsl(它开通晶体管11g)加到反偏压线471(1)。因此,晶体管11d是开通的,而反偏压被加到EL元件15。在截止电压(Vgh)被加到栅信号线17b之后,反偏压被施加一预定的时段(1H的1/200的或较长;或0.5μsec)。在开通电压(Vgl)被加到栅信号线17b之前,这反偏压被截止一预定的时段(1H的1/200或较长;或0.5μsec)。这是为了防止晶体管11d和11g同时开通而做的。
在下一个1H(水平扫描周期),把截止电压(Vgh)加到栅信号线17a,而第二行象素行被选定。即,把开通电压加到栅信号线17b(2)。另一方面,把开通电压(Vgl)加到栅信号线17b,晶体管11d被开通,而来自晶体管11a的电流流经EL元件15,造成EL元件发射光。并且,把截止电压(Vsh)加到反偏压线471(1),防止把反偏压加到在第一行象素行(1)中的EL元件15。把电压Vsl(反偏压)加到在第二行象素行中的反偏线471(2)。
当依次重复上面的操作的时候,图象在整个屏幕上被重新写入。在上面的示例中,反偏压被施加,而象素正被程控。不过,在图48中的电路结构,并不限于这些情况。显然,可不断地把反偏压加到多行象素行。反偏压驱动可与块驱动(参见图40),N-倍脉冲驱动,复位驱动,或无效象素驱动相结合也是显然的。
不仅在图形显示期间施加反偏压,还可在EL显示装置截止后施加反偏压一预定的时间段。
虽然上面的示例已参考在图1中的象素结构进行了描述,但很明显,反偏压的使用也适用于在图38和41及其同类图中的象素结构,例如,图50示出用于电流程控的象素结构。
图50示出电流反映的象素结构。晶体管11d在已给定的象素被选定之前,开通1H(水平扫描周期,即一行象素行)或更多。较佳的是,它至少在3H之前开通:如果是那样,晶体管11d在象素的选定之前开通3H,短路晶体管11a的栅极(G)端如漏极(D)端,从而,晶体管11a是截止的,因此,电流停止流经晶体管11b,以及EL元件15是截止的。
当EL元件15不照亮的时候,晶体管11g开通,加反偏压到El元件15晶体管11d开通时,施加反偏压。因此,晶体管11d和晶体管11g在逻辑关系下同时开通。
不断地把电压Vsg加到晶体管11g的栅极(G)端,当反偏压充分小于被加到反偏压线471的电压Vsg时,晶体11g开通。
接着,当来一个水平扫描周期时,在这周期中有视频信号被加到(写入进)该象素,就把开通电压加到栅极信号线17a1,就开通晶体管11c。因此,从源驱动器电路14到源信号线18输出的视频信号电压被加到电容器19(晶体管11d保持开通)。
当晶体管11d被开通,该象素进入黑色显示模式。晶体管11d在一场(一帧)周期中的导电时段越长,则黑色显示时段的比例就越大。因此不管黑色时段如何,需要增加在显示时段的亮度,以获得在一场(一帧)上有所想要的平均亮度,即,在显示时段期间,需要增加流经EL元件15的电流。这个操作是根据本发明的N-倍脉冲驱动。因此,本发明的一操作特性是通过N-倍脉冲驱动和涉及通过开通晶体管11d建立黑色显示的驱动的结合来实现的。并且,本发明的一结构(方法)特性包括当EL元件15不发光时,对EL元件15加一反偏压。
N-倍脉冲驱动时预定电流(程控电流(以保存于电容器19中的电压))在一场(一帧)期间,甚至在黑色显示被建立一次以后,要再次流经EL元件15。不过,采用在图50中的结构,一旦晶体管11d开通,由于电容器19被放电(即它的电荷被减少)所以预定电流(程控电流)要流经El元件15是不可能的。不过,这个结构特点便于电路操作。
顺便提一下,虽然上面的示例采用用于电流程控的象素结构,但本发明并不限于这些情况,且可应用到诸如在图38和50中所示的那些示例的其它基于电流的象素结构。也可应用到诸如在图51、54和62中所示的用于电压程控的象素结构。
图51典型地示出用于电压程控的最简单的象素中的一种。晶体管11b用作选择开关元件,而晶体管11a用作施加电流到EL元件15的驱动器晶体管。这个结构包含施加反偏压到EL元件15阳极的晶体管(开关元件)11g。
采用图51中的象素结构,把待流经EL元件15的电流加到源极信号线18。然后,当晶体管11b被选定时,它被加到晶体管11a的栅极(D)端。
为描述图51中的结构,首先将参考图52描述基本操作。图51中的象素结构属于取消电压补偿类型,并在四个阶段中工作:预置操作,复位操作,程控操作,和发射光的操作。
预置操作是在水平同步信号(HD)被提供之后进行。把开通电压加到栅极信号线17b,开通晶体管11g,另外,也把开通电压加到信号线17a,开通晶体管11c。此时,电压Vdd被加到源信号线18。因此,电压Vdd被加到电容器19b的一端a。在这个状态中,驱动器晶体管11a开通,且小电流流经EL元件15。这电流使在驱动晶体管11a的漏极(D)端电压在绝对值上大于至少在驱动器晶体管11a的工作点上的电压。
接着,进行复位操作,把截止电压加到信号线17b,截止晶体管11e。另一方面,把开通电压加到栅极信号线17c经历T1的时段,开通晶体管11b,T1时段对应于复位的时段。把开通电压不断地加到信号线17a历1H时段。较佳的是,时段T1在1H的20%和90%(包括这两个百分数)之间或在20μsec和160μsec(包括这两个时段)之间。较佳的是,在电容器19b(Cb)和电容器19a(Ca)之间的电容比Ca/Cb在1/6和2/1(包括这两个比值)之间。
在复位期间,晶体管11b开通,驱动晶体管11a的栅极(G)和漏极(D)端短路。因此,在晶体管11a的栅极(G)端和漏极(D)端处的电压相等,使晶体管11a处于补偿模式(复位模式:一种无电流流动的模式)。在这复位模式中,在晶体管11a的栅极(G)端处的电压接近电流开始流动的启动电压。维持复位模式的栅极电压被保存在电容器19的一端b。因此,电容器保存了补偿电压(复位电压)。
在下一个程控模式中,把截止电压加到栅信号线17c,截止晶体管11b。另一方面,把DATA电压加到源信号线18历Td的时段。因此,把DATA电压和补偿电压(复位电压)之和加到驱动晶体管11a的栅极(G)端。这使得驱动器晶体管11a通过程控电流。
在程控时段之后,把截止电压加到栅信号线17a,截止晶体管11c并从源信号线18切断驱动器晶体管11a。另外,截止电压也加到栅信号线17c,截止晶体管11b,它保持截止1F时段。另一方面,按需要,周期地把开通电压和截止电压加到栅信号线17b。因此,如果与在图13、15等中N-倍脉冲驱动,或与隔行驱动相结合,本方法能获得更为良好的图象显示。
采用在52中的驱动系统,在复位模式中,电容器19保存了晶体管11a的启动电流的电压(补偿电压,复位电压)。因此,当正把复位电压加到驱动器晶体管11a的栅极(G)端时,建立了最暗的黑色显示。不过,在源信号线18和象素16之间的耦合,到电容器19的渗透电压,或晶体管的穿通会造成过度的亮度(反差被降低)导致带白色的屏幕。所以,参考图53描述的驱动方法不能获得高反差的显示。
为施加反偏压Vm到EL元件15,必须截止晶体管11a。为截止晶体管11a,Vdd端和晶体管11a的栅极(G)端必须短路。这个结构将在稍后参考图53作描述。
或者,把Vdd电压或截止晶体管11a的电压加到源信号线18,开通晶体管11b,并把该电压加到晶体管11a的栅极(G)端,这个电压截止晶体管11a(或使它几乎不通过电流(几乎截止:晶体管11a在高阻抗状态))。接着,晶体管11q被开通,而把反偏压加到元件15。
接着,将描述在图51中的象素结构中的复位驱动。图53示出一示例。如图53所示,连接到在象素16a中晶体管11c栅极(G)端的栅信号线17a至在下一级中的象素16b的复位晶体管11b的栅极(G)端。类似地,连接到在象素16b中晶体管11c的栅极(G)端的栅信号线17a也连接到在下一级中象素16c中复位晶体管11b的栅极(G)端。
因此,当把开通电压加到连接到在象素16a中晶体管11c栅极(G)端的栅信号线17a时,象素16a进入电压程控模式,在下一级中象素16b的复位晶体管11b开通,而象素16b的驱动器晶体管11a被复位。类似地,当把开通电压加到连接到在象素16b中晶体管11c栅极(G)端的栅信号线17a时,象素16b进入电流程控模式,在下一级中象素16c的复位晶体管11b开通,而象素16c的驱动器晶体管11a被复位。因此,通过前级栅极控制系统的复位驱动可被容易地实现。并且,可减少从每个象素的栅信号线引线的数目。
将提供更为详情的描述。假设把电压加到栅信号线17如图53(a)所示,具体地说,把开通电压加到象素16a的栅极信号线17a,并把截止电压加到另一象素16的栅信号线17a。并且,把截止电压加到象素16a和16b的栅信号线17b,而把开通电压加到象素16c和16d的栅信号线17b。
在这个状态中,象素16a是在电压程控模式中且是不发光的,象素16b是在复位模式且不发光,象素16c是在进行中的电流程控,且是发光的,以及象素16d在进行中的电流程控,且是发光的。
在1H之后,在控制栅驱动器电路12的移位寄存器61电路中的数据被位移1毕特以进入示于图53(b)的状态。在图53(b)中,象素16a是在进行中的电流程控,且是发光的,象素16b是电流程控模式,且是不发光的,象素16c是在复位模式,且是不发光的,而象素16d是在进行的程控,则是发光的。
因此,可看到,加到各象素栅信号线17a的电压复位在下一级中象素的驱动器晶体管11a,在下一个水平扫描周期顺序地进行电压程控。
用于在图43中电压程控的象素结构,也可实现前级栅极控制。图54示出用于在图43中象素结构的前级栅极控制系统连接方法的一示例。
在图54中,连接到在象素16a中晶体管11b的栅极(G)端的栅信号线17a被连接到在下一级中象素16b的复位晶体管11e的栅极(G)端。类似地。连接到在象素16b中晶体管11b栅极(G)端的栅信号线17a被连接到在下一级中象素16c的复位晶体管11e的栅极(G)端。
因此,当把开通电压加到连接到在象素16a中晶体管11b栅极(G)端的栅信号线17a时,象素16a进入电压程控模式,在下一级中象素16b的复位晶体管11e开通,而象素16b的驱动器晶体管11a被复位。类似地,当把开通电压加到连接到在象素16b中晶体管11b栅极(G)端的栅信号线17a时,象素16b进入电流程控模式,在下一级中象素16c的复位晶体管11e开通,而象素16c的驱动器晶体管11a被复位。因此,通过前级栅极控制系统的复位驱动可被容易地实现。
将提供更详细的描述。假设,把电压加到栅信号线17,如图55(a)所示,具体说,把开通电压加到象素16a的栅信号线17a,并把截至电压加到其它象素16的栅信号线17a。假设对所有反偏压的晶体管11g都是截止的。
在这个状态中,象素16a是在电压程控模式,象素16b是在复位模式,象素16c是正进行电流程控,以及象素16d是正进行电流程控。
在1H之后,在控制栅极驱动器电路12的移位寄存器61电路中的数据被移位1毕特以进入示于图55(b)的状态。在图55(b)中,象素16a是正进行电流程控,象素16b是在电流程控模式,象素16c是在复位模式,以及象素16d是正进行程控。
因此,可看到,对各象素的栅信号线17a加到前级的电压复位了在下一级中象素的驱动器晶体管11a,以在下一个水平扫描周期中顺序的进行电压程控。
为了在电流驱动中完全地黑色显示,象素的驱动器晶体管11用0电流程控。即,源驱动器电路14无电流传递。当无电流被传递时,在源信号线18中造成的寄生电容不能放电,而源信号线18的电位不能被改变。结果,驱动器晶体管的栅极电位也保持不变,且在前帧(场)(1F)中的电位保持积累在电容器19中。例如,如果前帧包含白色显示,即使当前帧包含全部黑色显示,这白色显示仍被保留。
为解决这问题,根据本发明,在待程控的电流被输出到源栅信号线8之前,在一个水平扫描周期(1H)开始时,黑色电平电压被写入进源信号线18。例如,如果图象数据由接近黑色电平的的0到第7层次构成,黑色电平电压只是当在一个水平扫描周期开始时的某个时段才被写入,以减少电流程控的负载,并补偿不足的写入。顺便提一下,全部黑色显示相当于第0级层次,而白色显示则相当于第63级层次(在64级的显示情况下),将在稍后描述预充电。
在下面将描述根据本发明的电流驱动源驱动器IC(电路)14。根据本发明的源驱动器IC是用于实现根据在较早描述的本发明驱动方法和驱动电路的。它是与根据本发明的驱动方向,驱动电路和显示装置结合起来使用的。顺便提一下,虽然该源极驱动器电路将作为IC芯片来描述的,但这不是限制性的,而可把这源极驱动器电路采用低温多晶硅技术,或其同类的技术制作在显示屏上。
首先,常规电流驱动的源驱动器电路的示例示于图72,它提供根据本发明来描述电流驱动的源驱动器IC(源驱动器电路)所需的原理。
在图72中,标号721代表D/A逆变器。D/A逆变器721被馈入-n-毕特的数据信号并根据这输入数据输出-模拟信号。模拟信号进入运算放大器722,它馈入进N-沟晶体管631a。流经N-沟晶体管631a的电流流到电阻器691。寄存器R的端电压提供-负输入到运算放大器722。在负端处的电压等于在运算放大器722正端处的电压。因此,D/A逆变器721的输出电压等于寄存器691的端电压。
如果电阻器691的阻值是1MΩ,而D/A逆变器721的输出为1(v),则有电流为1(v)/1M Ω=1(μA)流经电阻器691,形成恒定的电流电路。因此,D/A逆变器721的模拟输出随数据信号值而变,而根据模拟输出的预定电流流经电阻器691以提供程控电流Iw。
不过,D/A逆变器电路721具有大的电路尺寸。运算放大器722也这样。在一单一输出电路中,D/A逆变器721和运算放大器722的形成导致巨大的源驱动器IC14,它在实际上是不可能制作的。
本发明已考虑到上面的特点被制成。根据本发明的源驱动器14具有电路结构和布局结构,它减少了电流输出电路的尺寸,并把在电流输出端间的输出电流变化减到最小
图63是示出根据本发明电流驱动的源极驱动器IC(电路)14的方块图。图63示出包括三级电流源(631、632、633)的多级电流反映电路。
在图63中,在第一级中电流源631的电流值被电路反映电路复制至在第二级中N个电流源632(此处N是任意整数)。第二级电流源632的电流值被电流反映电路复制到第三级中M个电流源633(此处M是任意整数)。因此,这个结构造成第一级电流源631的电流值被复制到N×M个第三级电流源633。
例如,当用一个驱动器IC14驱动源信号线18时,有176个输出(因为信号线为R、G和B需要总数为176的输出)。在此假设N=16,M=11。因此,16×11=176,而这176个输出可被覆盖。这样,通过对N或M采用8或16的倍数,使布置和设计驱动器IC的电流源变得较容易。
使用根据本发明的多级电流反映电路的电流驱动源驱动器IC(电路)14可吸收在晶体管特性方面的变化,这是因为它在其间具有两级电流源632,而不是采用电流反映电路把第一级电流源631的电流值直接复制到N×M个第三级电流源633。
尤其是,本发明的特征在于把第一级电流反映电路(电流源631)和第二级电流反映电路(电流源632)彼此设置得很靠近。如果把第一级电流源631与第三级电流源633相连接(即,在两级电流反映电路的情况下),则连接到第一级电流源的第二级电流源633数目上很大,使得把第一级电流源631和第三级电流源633彼此放得很近成为不可能。
根据本发明的源驱动电路14把第一级电流反映电路(电流源631)的电流值复制到第二级电流反映电路(电流源632),以及把第二级电流反映电路(电流源632)的电流值复制到第三级电流反映电路(电流源633),采用这个结构,连接到第一级的电流反映电路(电流源631)的第二级电流反映电路在数目上是很小的。因此,第一级电流电路(电流源631)和第二级电流反映电路(电流源632)彼此可被放的很靠近。
如果把构成电流反映电路的晶体管彼此放得很靠近,则自然减少了在晶体管中的变化。在电流值方面的变化也这样。连接到第二级电流反映电路(电流源632)的第三级电流反映电路(电流源633)的数目也被减少。因此,第二级电流反映电路(电流源632)和第三级电流反映电路(电流源633)可彼此被放得很靠近。
即,可把在第一级电流反映电路(电流源631),第二级电流反映电路(电流源632)和第三级电流反映电路(电流源633)中的电流接收部分中的晶体管在整体上彼此放得很靠近。这样,可把构成电流反映电路的晶体管彼此放得很近,减少了晶体管中的变化,并大为减少来自输出端的电流信号方面的变化。为了简单起见,在上面的示例中已引用了由三级组成的多级电流反映电路。不用说,级数越大,在电流驱动显示屏的源驱动器IC14中的电流变化越小。因此,电流反映电路的级数并不限于三级,可能多于三级。
在本发明中,术语电流源631、632、633,,以及电流反映电路·可互换地使用。即,电流源是本发明的一个基本构成物,而电流源用电流反映电路使其具体化。因此,电流源并不限于电流反映电路,可以是由运算放大器722,晶体管631和寄存器R的组合构成的电流电路,如图72所示。
图64是更具体的源驱动器IC(电路)14的结构图。它图示说明部分的第三电流源633。这是连接到一根源信号线18的输出部分。它是由与在最后级中电流反映结构相同尺寸的多个电流反映电路(电流源634(1单元)组成的。它们的数目是根据图象数据的数据大小被毕特加权的。
顺便提一下,根据本发明构成源驱动器IC(电路)14的晶体管并不限于MOS型,也可以是双极型的。此外它们还不限于硅半导体的,也可以是砷化镓半导体的。此外它们还可以是锗半导体的。或者换别的方法,用低温多晶硅技术,其他多晶硅技术,或无定形硅技术把它们直接形成在基底上。
图48图示说明处理6-毕特数字输入的本发明一示例。6毕特是2的第六次幂,因此提供64层次的显示。这个源驱动器IC14,当安装在阵列板上时,提供红(R)、绿(G)和蓝(B)各64层次,意味着64×64×64=近似260,000种彩色。
六十四(64)层次需1只D0-毕特单元晶体管634,2只D1毕特单元晶体管634,4只D2-毕特单元晶体管634,8只D3-毕特单元晶体管634,16只D4-毕特单元晶体管634,32只D5-毕特单元晶体管634,总共为63只单元晶体管634。因此,本发明采用与层次数(在本示例中为64层次)减1一样多数目的单元晶体管643来产生一个输出。顺便提一下,即使1只单元晶体管被分为多只子单元晶体管,这简单地意味着1单元晶体管被分为若干子单元晶体管,与本发明采用如层次数减1那样多的单元晶体管的事实不造成差别。
在图64中。D0代表LSB输入,而D5代表MSB输入。当D0输入端是高电平(正逻辑)时,开关641a被接通(开关481a是开通/截止装置,并可用单一晶体管构成,或可以是由P-沟晶体管和N-沟晶体管构成的模拟开关)。然后,电流流到构成电流反映的电流源(单一单元)634。该电流流经在IC14中的内部接线643。由于内部接线643通过IC14中的端电极连接到源信号线18,所以流经内部接线643的电流提供用于象素16的程控电流。
例如,当D1输入端是高电平(正逻辑)时,开关641b被接通。然后,电流流到组成电流反映的两个电流源(单一单元)634。电流流经在IC14中的内部接线643。由于内部接线643通过IC14的端电极连接到源信号线18,流经内部接线643的电流提供用于象素16的程控电流。
这也适用于其它开关641。当D2输入端是高电平(正逻辑)时,开关641c被接通。然后,电流流到组成电流反映的四个电流源(单一单元)634。当D5输入端是高电平(正逻辑)时,开关641f被接通。然后,电流流到组成电流反映的32(三十二)个电流源(单个单元)634。
这样,根据外部数据(D0到D5),电流流到对应的电流源(单一单元)。即,电流根据数据流到0到63个电流源(单一单元)。
顺便提一下,为易于解释,假设有63只电流源用于6-毕特结构,但这不是限制性的。在8-毕特结构的情况下,可形成(设置)255只单元晶体管634。对4-毕特结构,可形成(设置)15只单元件提高634。构成单元电流源的晶体管634具有沟道宽度W和沟道长度L。相等晶体管的使用,使构筑具有小变化的输出级成为可能。
另外,并不是所有的电流源634需要通过相等的电流。例如,个别的电流源634可以被加权。例如,电流输出电路可采用单一单元的电流源634,双倍尺寸的电流源634,四倍尺寸的电流源634等的混合构成。不过,如果电流源643被加权,则加权的电流源可不提供正确的比例,导致变化。因此,当即使使用加权时,较佳的是从对应于单一单元电流源的各晶体管构筑各电流源。
单元晶体管634应等于或大于某个尺寸。晶体管尺寸越小,在输出的电流中的变化越大。晶体管634的尺寸,由沟道长度L乘以沟道宽度W来给出。例如,如果W=3μm,L=4μm,构成单元电流源的单元晶体管634的尺寸是W×L=12μm2。据信,硅片的晶界条件与较小的晶体管尺寸会导致较大的变化的这一事实有关。因此,当各晶体管在跨越多个晶界上形成时,在晶体管的输出电流中的变化是小的。
在晶体管尺寸和输出电流中变化的曲线关系示于图117。图117中图的横轴代表晶体管尺寸(μm2)。纵轴以百分比的关系代表在输出电流方面的变化。此处电流的变化(%)采用同在一晶片上形成的63个单元电流源(单元晶体管)634的组合来决定的。因此,虽然图的横轴代表构成一个电流源的晶体管尺寸,由于在实际上有并联连接的63只晶体管,则晶体管的总面是63倍大。不过本发明基于单元晶体管634的尺寸。因此,图117示出在具有面积每只为30μm2的63只单元晶体管634输出电流的变化是0.5%。
在64层次的情况下,100/64=1.5%。因此,在输出电流中的变化必须在1.5%之内。从图117,可以看到,为了变化要在1.5%之内,单元晶体管的尺寸必须等于或大于2μm2(在64层次,63只2μm2单元晶体管工作的情况下)。另一方面,因为较大的晶体管增加IC芯片的尺寸,所以对晶体管尺寸有限制,并对每一输出的宽度有限制。在这方面,对单元晶体管634的尺寸上限是300μm2。因此,在64层次的情况下,单元晶体管634的尺寸必须从2μm2到300μm2(包括这两个尺寸)。
在128层次的情况下,100/128=1%。因此,在输出电流中的变化必须在1%之内。从图117,可看到为了变化要在1%之内,单元晶体管的尺寸必须等于或大于8μm2。因此,在128层次的情况下,单元晶体管634的尺寸必须从8μm2到300μm2(包括这两尺寸)。
通常,如果层次的数目是K,而单元晶体管634的尺寸是St(μm2),下列关系应被满足:
40 ≤ K / S ( t ) 和St≤300
更佳的是,下列关系式应被满足:
120 ≤ K / S ( t ) 和St≤300
在上面的示例中,64个层次由63只晶体管来代表。当通过127只单元晶体管634代表64层次时,单元晶体管634的尺寸就是两只单元晶体管634的总尺寸。例如,在通过127只单元晶体管634代表64层次的情况下,如果单元晶体管484的尺寸是10μm2,则在图117中给出的单元晶体管484的尺寸为10×2=20。类似地,在通过255单元晶体管634代表64层次的情况下,如果单元晶体管484的尺寸是10μm2,则在图117中给出的单元晶体管的尺寸为10×4=40。
不仅要考虑这尺寸,而且还要考虑单元晶体管634的形状。这是要减少弯折效应(kink effect),弯折是一种现象。在这现象中,当在单元晶体管634的源极(S)和漏极(D)之间的电压,随着单元晶体管634的栅极电压保持不变而发生改变时,流经单元晶体管634的电流改变了。在不存在弯折效应的情况下(理想状态),即使加到单元晶体管484的源极(S)和漏极(D)之间的电压被改变,而流经单元晶体管634的电流不改变。
当由于在示于图1及其同类图中的驱动器晶体管11a的vt中的变化而引起的源信号线18改变时,弯折效应就发生。驱动器电路14通过流经源信号线18的程控电流,使得该程控电流将流经象素的驱动器晶体管11a。程控电流造成在驱动器晶体管11a栅极端电压中的变化。因此,程控电流流经驱动器晶体管11a。可从图3看到,当被选定的象素16在程控模式时,驱动器晶体管11a的栅极端电压等于源信号线18的电位。
因此,由于在象素16中驱动器晶体管11a的Vt中的变化而引起源信号线18的电位改变。源信号线18的电位等于驱动器电路14单元晶体管634的源-漏电压。即,在象素16中驱动器晶体管11a的Vt中的变化造成加到单元晶体管634的源-漏电压变化。然后,由于弯折,该源-漏电压造成在单元晶体管634输出电压中的变化。
图118是代表这个现象的图。纵轴代表当预定电压加到栅极端时获得的单元晶体管634的输出电流。横轴代表在源极(S)和漏极(D)之间的电压。在L/W中的L代表单元晶体管634的沟道长度,而W则表示沟道的宽度。并且,L,W代表为一层次输出电流的单元晶体管634的尺寸。因此,为采用多个子单元晶体管输出用于一个层次的电流,应通过用一只等效的单元晶体管634来代替子单元晶体管计算W和L。基本上,应通过考虑该晶体管的尺寸和输出电流来进行该计算。
当L/W等于5/3时,即使源-漏电压升高了,输出电流仍几乎保持不变。不过,当L/W等于1/1时,输出电流以大致正比于源-漏电压而增加。因此,L/W越大,就越好。
图172是示出在单元晶体管的L/W中偏离(变化)一目标值的图。当单元晶体管的L/W比等于小于2时,从目标值的偏离是大的(直线的斜率是大的)。不过,当L/W增加时,从目标值的偏离趋向于减小。当单元晶体管的L/W等于大于2时,从目标值的偏离是小的。并且,当L/W=2或更大时,从目标值的偏离是0.5%或更小。因此,这个值可用于源驱动器电路14来指出晶体管的准确度。
有鉴于上面的情况,较佳的是,单元晶体管的L/W是2或更大。
不过,大的L/W意味着长的L,因此是大的晶体管尺寸。
因此,更佳的是,L/W是40或更小。
另外,L/W也与层次数有关。如果层次数是小的,由于弯折效应即使在单元晶体管634输出电流中有变化,亦不存在问题,这是因为在层次间有大的差异。不过,在具有大层次数显示屏的情况下,由于在层次间存在小的差异,所以由于弯折效应,甚至在单元晶体管634输出电流中小的变化,也将降低层次的数目。
有鉴于上面的情形,根据本发明的驱动器电路14被构成满足下列关系式:
Figure A0381510501031
此处K是层次的数目,L是单元晶体管634的沟道长度,而W是该单元晶体管的沟道宽度。在图119中图示说明这个关系式。在图119中在直线上面的区域与本发明有关。这相当于在图63中说明的第三级电流反映部分。因此,第一电流源631和第二电流源632被单独地形成并被密集地设置(彼此靠近)。另外,在组成第二电流源632和第三电流源的电流反映电路中的晶体管633a也被密集地设置(彼此靠近)。
在单元晶体管634输出电流中的变化也与源驱动器IC14的电压阻有关系。源驱动器IC的电压阻通常意味着IC的电源电压。例如,5V的电压阻意味着在标准电压为5B的电源电压的使用。顺便提一下,IC电压阻可转变成最大工作电压。半导体IC的制造商已经标准化了电压阻的工艺,诸如5V的电压阻工艺和10V的电压阻工艺。
据信,单元晶体管634栅极绝缘膜的薄膜性质和薄膜厚度与IC电压阻影响在单元晶体管634输出电流中的变化的事实有关。在具有高的IC电压阻的工艺中生产的晶体管634具有厚的栅极绝缘膜。这是意欲避免甚至在施加高电压下的电介质击穿。厚的栅极绝缘膜使它的控制困难并增加它的薄膜性质的变化。这种情况增加晶体管中的变化。并且,在高的电压阻工艺中生产的晶体管具有低的迁移率。在低的迁移率下,在注入晶体管栅极的电子中,甚至稍有变动就会造成特性方面的变化。这种情况增加了晶体管中的变化。为减少在单元晶体管634中的变化,较佳的是,采取具有低的IC电压阻的IC工艺。
图170说明在IC电压阻和单元晶体管输出变化的关系曲线。在纵轴上的变化率是根据在1.8V电压阻工艺中生产的单元晶体管634的变化,它的变化被取作1。图170示出在各种IC电压阻工艺中生产的,并在形状系数为L/W=12/6(μm)的单元晶体管634的输出变化。在各IC电压阻工艺中生产了多个单元晶体管634,并对它们的输出电流的变化作了测定。电压阻工艺被分别由1.8-V电压阻,2.5-V电压阻,3.3-V电压阻,5-V电压阻,8-V电压阻,和10-V电压阻,15-V电压阻工艺组成。不过,为了易于解释,把在不同的电压阻工艺中形成的晶体管中的变化画在图上,并用直线连接。
可从图170中看到,变化率(在单元晶体管634输出电流中的变化)逐渐向上增加直到9V的IC电压阻为止。不过,当IC电压阻超过10V时,变化率的斜率相对于IC电压阻变大。
在图170中,对64-到256-层次的显示来说,变化率的允许极限为3。变化率随着单元晶体管634的面积,L/W等而变化。不过,相对于IC电压阻的变化率几乎不受单元晶体管634的形状影响。变化率往往在IC电压阻为9到10V以上时才会增加。
在另一方面,在图64中输出端64的电位随在象素16的驱动器晶体管11a中的程控电流而变。当象素16的驱动器晶体管11a通过白色屏面(最大白色显示)电流时,它的栅极端电压由Vw表示。当象素16的驱动器晶体管11a通过黑白屏面(全部黑色显示)电流时,它的栅极端电压由Vb表示。Vw-Vb的绝对值必须是2V或更大。当把电压Vw加到输出端761时,单元晶体管634的内-沟道电压必须是0.5V或更高。
因此,0.5V到((Vw-Vb)+0.5)V的电压被加到端761(当电流程控时,象素16的驱动器晶体管11a的栅极端电压被加到与源信号线18连接的输出端761)。由于Vw-Vb等于2V,所以直至2V+0.5V=2.5V的电压被加到输出端761。因此,即使源驱动器IC14的输出电压(电流)是根据轨道到轨道的输出,IC电压阻必须为2.5V。由端741所需的幅度是2.5V或更多。
因此较佳的是,用于源驱动器IC14的电压阻工艺在2.5V到10V的范围(包括这两个值)。更佳的是,用于源驱动器IC14的电压阻工艺在3V到9V的范围(包括这两个值)。
顺便提一下,已叙述过,在2.5V到10V范围内的电压阻工艺被用于源驱动器IC12。这个电压阻也适用到被直接形成于阵列板71上的源驱动器电路14的示例(例如,低温多晶硅技术)。直接形成于阵列板71上的源驱动器电路14的工作电压阻可以高,且在某些例子中超过15V。在这样的例子中,用于驱动器电路14的电源电压可用在图170中图示说明的IC电压阻来代替。并且,源驱动器IC14可具有用电源电压来代替的IC电压阻。
单元晶体管634的面积与在它输出电流中的变化相关联。图171是在单元晶体管634的面积保持不变的情况下,通过改变单元晶体管634的晶体管宽度而获得的图。在图170中,具有沟道宽度为2μm的单元晶体管634的变化被取作为1。可从图171看出,当单元晶体管的W从2μm到9或10μm时,变化率逐渐地增加。当W是10μm或更大时,在变化率中的增加趋向于变大。并且,当沟道宽度w=2μm或更小时,变化率趋向于增加。
在图171中,对64-到256-层次显示来说,变化率的允许极限为3。变化率随单元晶体管634的面积而变。不过,相对于IC电压阻的变化率几乎不受到单元晶体管634面积的影响。
因此,较佳的是,单元晶体管634的沟道宽度W是从2μm到10μm(包括这两个尺寸)。更佳的是,单元晶体管634的沟道宽度W是从2μm到9μm(包括这两个尺寸)。
正如图68所图示说明的,流经第二级电流反映电路632b的电流被复制到构成第三级电流反映电路的晶体管633a。如果电流反映率为1,则该电流流经晶体管633b。该电流被复制到最后级中的单元晶体管634。
由一只单元晶体管634提供的D0提供流经最后级电流源单元晶体管633电流的值。由两只单元晶体管634提供的D1提供比最后级电流源两倍大的电流值。由四只单元晶体管634提供的D2提供比最后级电流源四倍大的电流值;而由32只单元晶体管484提供的D5提供比最后级电流源32倍大的电流值。
因而,程控电流Iw通过由D0,D1,D2,……和D5组成的6-毕特的图象数据所控制的开关被输出到源信号线。因此,根据由D0,D1,D2,……和D5组成的6-毕特图象数据的激发与去激发,与最后级电流源633成1倍,2倍,4倍,……和/或32倍一样大的电流被相加并被输出到输出线。即,根据由D0,D1,D2,……和D5组成的6-毕特图象数据的激发和去激发,与最后级电流源633的0到63倍一样大的一股电流被从输出线输出(该电流从源信号线18被导出)。
实际上,如图146中所说明的,在源驱动器IC14,分别用于R,G和B的参考电流(IaR,IaG,和IaB)可通过可变电阻651(651R,651G,和651B)来调节。通过调节这参考电流Ia,可容易地调节白色平衡。
最后级电流源633电流值整数倍的使用,使得比采用以W/L为根据的比例分配的常规方法更准确地控制电流值(在诸端之间减少输出变化)成为可能。
不过,本结构仅当象素16的驱动器晶体管11a是P-沟晶体管,而源驱动器IC14的电流源(单一单元晶体管)634是N-沟晶体管时是可用的。在其它情况下(例如,当象素16的驱动器晶体管11a是N-沟晶体管时),本发明可采用程控电流Iw是放电电流的一种结构。
现在,将详细描述一种参考电流发生器电路。用于本发明源驱动器电路(IC)14的电流输出模式,采用一参考电流,并输出通过与参考电流成正比的单元电流结合的程控电流Iw(液晶显示屏的源驱动器采用电压输出模式,它采用阶梯电压作为信号)。图144示出一示例。在图67,68,76等中,可变电阻651被用来产生参考电流。在图144中,在图68中的可变电阻651被晶体管631a所代替,而流经连同晶体管631a形成电流反映电路的晶体管1444的电流被运算放大器722或其同类的器件控制。晶体管1444和晶体管631a形成电流反映电路。如果电流反映因子是1,则流经晶体管1444的电流提供参考电流。
运算放大器722的输出电压被馈到N-沟晶体管1443,而流经这N-沟晶体管1443的电流流经外电阻器691。顺便提一下,电阻器691a是固定的芯片电阻器。基本上,电阻器691是足够的。电阻器691b是电阻性的元件,如正温度系数热敏电阻即热敏电阻,它的值随温度而变。电阻器691b是被用来补偿EL元件15的温度特性。电阻器691a根据(为补偿)EL元件15的温度特性与电阻器691b并联或串联而被插入即被设置。顺便提一下,为了易于解释,电阻器691a和电阻器691b将在下面作为一个电阻器691来对待。
具有准确度为1%或更佳的电阻器691是可容易地得到的。采用扩散电阻技术或多晶硅图样,可把电阻器691置入源驱动器IC14。晶片电阻器691安装在761a的输入端。在EL显示屏的情况下,尤其是,在R,G和B之间,EL元件15的温度特性不同。因此,需要三只外电阻691用于R,G和B。
电阻器691的端电压对运算放大器722提供负输入,而在该负端的电压具有与在运算放大器722正端的电压同样的幅值。因此,如果运算放大器722的正输入电压是V1,通过用电阻值691除该电压所获得的电流流经晶体管1444。这个电流起到参考电流的作用。如果电阻器691的阻值是100KΩ,而运算放大器722的正端输入电压是V1=1(V),则10μA(=1(V)/100KΩ)的参考电流流经电阻器691。较佳的是,参考电流被设置在2μA和30μA之间(包括这两个电流值)。更佳的是,被设置在5μA和20μA之间(包括这两个电流值)。流经起始晶体管63的小参考电流降低单元电流源634的准确度。参考电流太大,在该IC内增加转换的电流反映因子(在这个情况下,沿向下的方向),在电流反映电路中增加变化,因此,再度降低单元电流源634的准确度。
上面的结构使形成极为准确的参考电流成为可能(利用尺寸和变化),只要运算放大器722的正输入端和电阻器691是足够准确就可以。当把电阻器691制作进源极驱动器电路(IC)14时,建议要微调该结合进来的电阻器以增加准确度。
从参考电压电路1441接收到的参考电压Vref被加到运算放大器722的正端。关于用于输出参考电压的参考电压电路1441的诸IC,可从Maxim和其它公司买到各种类型的。或者说,可在源驱动器电路14之内产生这参考电压Vref(内部产生的参考电压Vref)。较佳的是,参考电压的范围是在2(V)和阳极电压Vdd(V)之间(包括这两个电压值)。
参考电压通过连接端761a被馈入。基本上,电压Vref可被馈入运算放大器722的正端。因为在R,G和B之间,EL元件15的发光效率有变化,所以在连接端761a和正端之间设置电子调节器电路561。换句话说,电子调节器电路561意欲调节流经用于R,G和B的各EL元件15的电流,从而获得白色平衡。当然,可通过电阻器691来调节的,就不需要通过电子调节器电路561来调节。例如,可变电阻器可被用作电阻器691。电子调节器电路561诸用途中的一个是当在R,G和B之间,EL元件15的退化率变化时,重新调节白色平衡。用于B的EL元件15是特别易于退化。因此,随着EL显示屏使用多年,用于B的该EL元件15变得较暗,把屏幕转变成带黄色。如果是那样,采用用于B的电子调节电路561来调节白色平衡。当然,EL元件15的亮度校正或白色平衡校正可通过把电子调节器电路561连接到温度传感器781来进行(参见图78和它的描述)。
可把电子调节器电路561做进IC(电路)14。或者,采用低温多晶硅技术,它被直接形成在阵列板71上。通过多晶硅作图形形成的多个单元电阻器(R1,R2,R3,R4,……Rn)被串联连接。在这单元电阻器之间设置了模拟开关(S1,S2,S2,……Sn+1),参考电压Vref被划分,而输出最后得到的电压。
在图148及其同类的图中,晶体管1443被图解说明为双极型晶体管,但这不是限制性的。它可能是FET(场效应晶体管)或MOS(金属-氧化物-半导体)晶体管。不用说,无需把晶体管1443做进IC14中,而可把它放在这IC的外面。并且,不仅可把晶体管1443,而且还有电源发生器和其它发生器电路做进驱动器电路12。
为了在EL显示屏上获得全彩色显示,有必要为各R,G和B提供参考电流。通过控制RGB参考电流的比率可调节白色平衡。不仅在本发明的情况下,而且在电流驱动的情况下,由单元电流源634通过的电流值根据参考电流来确定。因此,由单元电流源634通过的电流可通过确定参考电流的幅度来确定。因此,在每层次中的白色平衡可通过设定对各R,G和B的参考电流来获得。因为源驱动器电路14是按阶梯变化来产生电流输出(是电流驱动的),所以上面的情况起作用了。因此,问题是如何为各R,G和B来设定参考电流的幅度。
EL元件的光发射效率决定于,或极大地依靠气相沉积的或涂敷到EL元件上薄膜的厚度。膜的厚度在各分段内几乎是不变的。通过对EL元件15膜的厚度的分段控制,有可能确定在流经EL元件15的电流与光发射效率的关系。即,对各分段,用于白色平衡的电流值是固定的。
例如,对各R,G和B的流经EL元件15的电流分别是Ir(A),Ig(A),和Ib(A),则能获得白色平衡的参考电流的比,可在逐段的基础上知道。所以,例如,当Ir∶Ig∶Ib=1∶2∶4时可获得白色平衡。采用根据本发明具有占空比驱动等,一旦获得白色平衡,它就被加到所有的层次。这是通过根据本发明一种驱动方法和根据本发明一种源驱动器电路之间的最佳协同作用来完成的。
采用示于图148的结构,在产生RGB参考电流的电路中,电阻器691的值可在逐段的基础上变化以获得白色平衡。不过,电阻器691必须在逐段的基础上变化。
在图148中,电子调节器电路561从源驱动器电流(IC)14的外面被控制,而参考电流Ia的值通过操作在电子调节器电路561中开关Sx来改变的。在图149中,电子调节器电路561的设定可存储在闪存1491中。在闪存1491中的值可通过RGB电子调节器电路561彼此独立地设定。在闪存1491中的各值则例如对EL显示屏的各分段来设定,并当源驱动器IC14的上电时被读出来设定在电子调节器电路561中的开关Sx。
图150是方块图,在这图中,在图149中的电子调节器电路561作为电阻器阵列线路1501来构作的。在图150中,参考字符Rr指出一外部电阻器。当然,可把Rr做进到源驱动器电路(IC)14中。电阻器阵列1503做进源驱动器电路(IC)14中。构成电阻器阵列的电阻器(R1到Rn)串联连接,而电阻器(R1到Rn)通过短路的金属线连接的。在示于图150的点a或b等处切割这接线使流经电阻器阵列1503的电流Ir改变。在电流Ir中的变化造成加到运算放大器722正端电压的变化,导致在参考电流Ia中的变化。通过监控流经电阻器Rr的电流来确定在接线上将被切割的点,用这样的方法来产生目标参考电流。
为微调电阻器阵列1503,可从激光装置1501发射激光1502。
顺便提一下,参考图148已叙述过,通过改变RGB电阻器691的值来改变RGB参考电流。并且,参考图149已叙述过,通过利用储存在闪存1491中的值来操作在电子调节器561中的开关Sx以改变RGB参考电流。并且,参考图150已叙述过,通过微调电阻器阵列1503的电阻值来改变RGb参考电流。不过本发明并不限于那些情况。
例如,不用说,参考电流可通过改变在图149和150中的RGB参考电压(VrefR,VrefG,VrefB)被改变。可通过运算放大器电路或其同类的电路容易地产生RGB参考电压Vref。并且,在图148,149,150,等中,通过使用作为调节器的电阻器Rr,结果,有可能改变加到源驱动器电路(IC)14的参考电压。
已叙述过,最后级电流源633的0到63倍的电流被输出,但是这仅当最后级电流源633的电流反映因子是1时才正确。当电流反映因子是2时,最后级电流源633的0到126倍的电流被输出,而当电流反映因子是0.5时,最后级电流源633的0到31.5倍的电流被输出。
因此,本发明通过改变最后级电流源633或在前级的电流源(631,632等)的电流反映因子,使能容易地改变输出电流的值。较佳的是,对R,G,和B的电流反映因子是被单独改变的(不同的)。任何电流源的电流因子,例如,仅对R可从其它彩色(从对其它彩色的电流源电路)被改变(不同的)。尤其是EL显示屏对不同彩色(R,G和B;或蓝绿,黄色,和品红)具有不同的发光效率。因此,通过改变在不同彩色之间的电流反映因子,有可能改善电流反映因子。
电流源的电流反映因子可从其它彩色(从对其它彩色的电流源电路)以不固定的方式被改变(不同的)。它可以是可变的。通过提供在电流源中组成电流反映电路的多只晶体管,并根据外部信号改变流过电流的晶体管数,可把电流反映因子作成可变的。这个结构当观察所制作的EL显示屏各种彩色的发射情况时,使通过调节获得最佳白色平衡成为可能。
尤其是,本发明被构作成在多级中连接电流源(电流反映电路)。因此,在第一级电流源631和第二级电流源632之间改变电流因子,有可能使用少数连接装置(电流反映电路及其同类的电路)来容易地改变许多输出的输出电流。不用说,这使得使用比通过改变在第二级电流源632和第三级电流源633之间的电流反映因子较少数的连接装置(电流反映电路及其同类的电路)来容易地改变大量输出的输出电流成为可能。
顺便提一下,改变电流反映因子意味着改变(调节)电流的放大因子。因此,它并不限于电流反映电路。例如,它可通过用于电流输出的运算放大器电路或用于电流输出的D/A电路来实现。上述各项也适用于本发明的其它示例。
图65示出三级电流反映电路的176个(N×M=176)输出的示范性电路图。在图65中,由第一级电流反映电路构成的电流源631被称为第一代电流源,由第二级电流反映电路构成的电流源632被称为第二代电流源,而由第三级电流反映电路构成的电流源633被称为第三代电流源。采用整数倍的作为最后级电流反映电路的第三级电流反映电路,使得把176个输出中的变化减少至最小并产生高精度的电流输出成为可能。当然,应该记住,电流源531,632和633必须被密集地放置。
顺便提一下,密集布置意味着把第一电流源631和第二电流源632(电流或电压输出和电流或电压输入)放在至少8mm之内的距离上。更佳的是,把它们放在5mm之内。已从分析上指出过,当以这个密集度放置时,该电流源可装配到在晶体管特性上(Vt和迁移率(μ))几乎没有差异的硅芯片中。类似地,必须把第二电流源632和第三电流源633(电流输出和电流输入)放在至少8mm之内的距离上。更佳的是,把它们放在5mm之内。不用说,上面的项目也适用于本发明的其它示例。
电流或电压输出和电流或电压输入意味着下面的关系。在示于图66的基于电压传递的情况下,把第I个电流源的晶体管631(输出)和第(I+1)个电流源的晶体管632a(输入)放得彼此靠近。在示于图67的基于电流传递的情况下,把第I个电流源的晶体管631a(输出)和第(I+1)个电流源的晶体管632b(输入)放得彼此靠近。
顺便提一下,虽然在图65,66,等中假设有一只晶体管631,但这不是限制性的。例如,也有可能形成多只小的子晶体管631,并把子晶体管的源极端或漏极端与可变电阻器651连接以形成一单元晶体管。通过并联连接多只小的子晶体管,有可能减少该单元晶体管的变化。
类似地,虽然假设有一只晶体管632a,但这不是限制性的。例如,也有可能形成多只小的子晶体管632a,并把这些晶体管632a的栅极端与晶体管631的栅极端连接。通过并联连接多只小的晶体管632a,有可能减少晶体管632a的变化。
因此,根据本发明,可用图示说明下面的结构:一只晶体管631与多只晶体管632a连接的结构,多只晶体管631与一只晶体管632a连接的结构,以及多只晶体管631与多只晶体管632a连接的结构。这些示例将在下面作详细的描述。
上面的项目也适用到在图68中晶体管633a和633b的结构。可能的结构包括把一只晶体管633a与多只晶体管633b连接的结构,把多只晶体管633a与一只晶体管633b连接的结构,以及把多只晶体管633a与多只晶体管633b连接的结构。通过并联连接多只小的晶体管633,有可能减少晶体管633的变化。
上面的项目也适用到在图68中的晶体管632a和632b之间的关系。并且,较佳的是,在图64中使用多只晶体管633b。类似地,较佳的是在图73和74中使用多只晶体管633。
虽然在这里描述的是以硅芯片作出的,但这意味着一片半导体芯片。因此,在这里被称为芯片的可能是在镓基底上的芯片,或形成在锗基底或其同类的基底上的其它半导体芯片。因此,源驱动器IC14可由任何半导体基底构成。并且,单元晶体管634可能是双极型晶体管,CMOS晶体管,双-CMOS晶体管,或DMOS晶体管。不过,按照在单元晶体管634的输出中减小变化来说,较佳的是,用CMOS晶体管来作单元晶体管634。
较佳的是,单元晶体管634是N-沟晶体管。由P-沟晶体管构成的这单元晶体管具有比由N-沟晶体管构成的这单元晶体管1.5倍大的输出变化。
由于源驱动器IC14的单元晶体管634最好是N-沟晶体管,所以源驱动器IC14的程控电流是从象素16引出的电流。因此,象素16的驱动器晶体管是P-沟晶体管。在图1中的开关晶体管11d也是P-沟晶体管。
因此,在源驱动器IC(电路)14的输出级中的单元晶体管634是N-沟晶体管,而象素16的驱动器晶体管11a是P-沟晶体管的这种结构是本发明的特征。顺便提一下,如果构成象素16的所有晶体管11是在图1中所图示的,这是更佳的,因为这能减少生产象素16所需的工艺掩模数。
如果P-沟晶体管被用作象素16的晶体管11,则程控电流沿从象素16到源信号线18的方向流动。因此,应使用N-沟晶体管供源驱动器电路的单元晶体管634之用(参见图73,74,126和129)。即,源驱动器电路14应以这样的方式来构作,即能引出程控电流Iw。
因此,如果象素16的驱动器11a(在图1的情况下)是P-沟晶体管,则源驱动器电路14的单元晶体管634必须总是N-沟晶体管以保证源驱动器电路14将引出程控电流Iw。为了在阵列板71上形成源驱动器电路14,有必要采用用于N-沟晶体管的掩模(工艺)和用于P-沟晶体管的掩模(工艺)这两种掩模。从概念上来讲,在本发明的显示屏(显示装置)中,P-沟晶体管供象素16和栅驱动器电路12之用,而N-沟晶体管则用作源驱动器的引出电流源的晶体管之用。
因此,P-沟晶体管被用作象素16的晶体管11并供栅极驱动器电路12之用。这使减少阵列板71的成本成为可能。不过,在源驱动器14中,单元晶体管634必须是N-沟晶体管。因此,不能把源驱动器电路14直接形成在板71上。因此,源驱动器电路14被单独由硅芯片及其同类的芯片制作,并安装在阵列板71上。总之,本发明被构作成在外部安装源驱动器IC14(输出作为视频信号的程控电流的装置)。
顺便提一下,虽然已叙述过,源驱动器电路14是由硅芯片制成,但这不是限制性的。例如,许多源驱动器电路采用低温多晶硅技术或其类同的技术被同时形成在一块玻璃基底上,切割成芯片,并安装在板71上。顺便提一下,虽然已叙述过,源驱动器电路被安装在板71上,但这不是限制的。只要源驱动器电路14的输出端681连接到板71的源信号线18,任何形成都可被采用。例如,采用TAB技术可把源驱动器电路14连接到源信号线18。通过在硅芯片及其同类的芯片上单独形成源驱动器电路14,不仅有可能减少成本,而且还有可能减少在输出电流中的变化并获得正确的图象显示。
P-沟晶体管被用作象素16的选择晶体管并供栅极驱动器电路之用的结构并不限于有机的EL或其它自发光器件(显示屏或显示装置)。例如,也可应用到液晶显示器件和FED(场发射显示器)。
如果象素16的开关晶体管11b和11c是P-沟晶体管,则在Vgh时象素16成为被选定,并在Vgl时变成被未选定。正如稍早描述的,当栅信号线17a从Vgl(开通)变到Vgh(截止)时,电压渗透了(渗透电压)。如果象素16的驱动器晶体管是P-沟晶体管,渗透电压更为窄地限制在黑色显示模式中流经晶体管11a的电流。这使获得正确的黑色显示成为可能。伴随电流驱动型系统的问题在于难于获得黑色显示。
根据本发明,因为P-沟晶体管是供栅驱动器电路12之用的,所以开通电压对应于Vgh。因此,栅极驱动器电路12与由P-沟晶体管构筑的象素16匹配得很好。并且,为改善黑色显示,程控电流Iw从阳极电压Vdd通过驱动器晶体管11a和源信号线18流动到源驱动器电路14的单元晶体管634是重要的,正是在图1,2,32,140,142,144,和145中所示的象素16结构。因此,如果P-沟晶体管供栅驱动器电路12和象素16之用,源驱动器电路14安装在基底上,而N-沟晶体管被用作源驱动器电路14的单元晶体管634,则可产生良好的协同效应,另外,由N-沟晶体管构成的单元晶体管634在输出电流中具有比由P-沟晶体管构成的单元晶体管634较小的变化。当它们有相同的面积(W×L)时,N-沟单元晶体管634具有象P-沟单元晶体管634的输出电流的1/1.5到1/2那样大的变化。由于这个理由,N-沟晶体管被用作源驱动器IC14的单元晶体管634是较佳的。
这也适用于图42(b)。图42(b)示出一种结构,在这结构中,程控电流Iw从阳极电压Vdd通过程控晶体管11a和源信号线18到源驱动器电路14的单元晶体管634流动,而不是一种结构,在这结构中,电流通过驱动器晶体管11b流进源驱动器电路14的单元晶体管634中。因此,当在图1的情况下,如果P-沟晶体管供栅驱动器电路12和象素16之用,源驱动器电路14安装在基底上,而N-沟晶体管被用作源驱动器电路14的单元晶体管634,则可产生良好的协同效应。
根据本发明,象素16的驱动器晶体管11a是P-沟晶体管,和开关晶体管11b和11c是P-沟晶体管。并且,在源驱动器IC14的输出级中的单元晶体管634是N-沟晶体管。另外,较佳的是,P-沟晶体管是供栅驱动器电路12之用。
不用说,一种将P-沟和N-沟晶体管互相交换的结构也能很好地工作的。具体地说,象素16的驱动器晶体管11a是N-沟晶体管,和开关晶体管11b和11c是N-沟晶体管。并且,在源驱动器IC14的输出级中单元晶体管634是P-沟晶体管。另外,较佳的是,N-沟晶体管供栅驱动器电路12之用。这个结构也属于本发明。
上述各项不仅适用于包含单一单元晶体管634的IC,而且还适用于具有另外结构的源驱动器IC14诸如一种源驱动器电路,它的电流输出级包含多只晶体管或电流反映。
另外,它们也适用于通过采用低温多晶硅,高温多晶硅,由固相生长形成的CGS,或无定形硅的半导体薄膜的源驱动器14。不过,如果是那样,屏常常是相当大的。在大的屏上,难于从源信号线18的输出中在视觉上察觉到某些变化的效果。
因此,在显示屏中,源驱动器电路14与象素晶体管一起被形成在玻璃基底或其同类的基底上的场合下,密集布置意味着把第一电流源631和第二电流源632(电流的输入和输出)彼此放在至少30mm(包括)之内。更佳的是,它们彼此在20mm(包括)之内。已分析过,在这个范围内放置的晶体管的特性方面(Vt和迁移率(μ))几乎没有差异。类似地,把第二电流源632和第三电流源633(电流的输入和输出)彼此放在至少30mm(包括)之内。更佳的是,它们彼此在20mm(包括)之内。
已叙述过,为了易于理解和说明,通过电压的方式,信号在电流反映电路间传送。不过,采用以电流为基的传递,有可能在电流驱动型显示屏的驱动器电路(IC)14中减少变化。
图67示出用于以基于电流作传递的结构的示例。图66也示出用于基于电流作传递的结构的示例。图66和67在电路图方面是类似的,而在布局结构,即接线布局上有不同。在图66中,标号631指的是用于第一级电流源的N-沟晶体管,632a指的是用于第二级电流源的N-沟晶体管,而632b指的是用于第二级电流源的P-沟晶体管。
在图67中,标号631a指的是是第一级N-沟电流源晶体管,632a指的是第二级N-沟电流源晶体管,而632b指的是第二级P-沟电流源晶体管。
在图66中,由可变寄存器651(用于改变电流)和N-沟晶体管631构成的第一级电流源的栅极电压被传递到第二级电流源的N-沟晶体管632a的栅极。因此,这是一个基于电压传递型的布局结构。
在图67中,由可变寄存器651和N-沟晶体管631a构成的第一级电流源的栅极电压被加到邻近第二级电流源的N-沟晶体管632a的栅极,并从而把流经该晶体管的电流值传递到第二级电流源的P-沟晶体管632b。因此,这是一个基于电流的传递型的布局结构。
顺便提一下,虽然为了易于解释或理解,本发明的这个示例集中于在第一电流源和第二电流源的关系上,但这不是限制性的,且很明显,这个示例不仅也适用于(可被适用于)在第二电流源和第三电流源之间的关系,而且还适用于在其它电流源之间的关系。
在示于图66中基于电压的传递型电流反映电路的布局结构中,组成电流反映电路的第一级电流源的N-沟晶体管631和第二级电流源的N-沟晶体管632a是分开的,(确切地说,或易于达到分离的),因此,这两只晶体管往往在特性上有不同。因此,第一级电流源的电流值不是正确地传输到第二级电流源且可能有变化。
相反,在示于图67中基于电流的传递型的电流反映电路的布局结构中,组成电流反映电路的第一级电流源的N-沟晶体管631a和第二级电流源的N-沟晶体管632a被放在彼此相邻近的位置上(易于把彼此放在邻近)。因此,这两只晶体管在特性上几乎没有不同。因此,第一级电流源的电流值正确地被传输到第二级电流源,且可能几乎没有变化。
有鉴于上面的情况,从减少变化的方面来看,用于根据本发明的多级电流反映线路的电路结构,较佳的是采用基于电流的传递型而不是基于电压的传递型布局结构,(根据本发明基于电流的传递型的源驱动器IC(电路)14)。不用说,上面的示例可适用于本发明的其它示例。
顺便提一下,为了解释的原因,已引述了从第一级电流源到第二级电流源的传递,这也适用到从第二级电流到第三级电流源,从第三级电流到第四级电流源的传递,等等。
图68示出示于图65(它为此示出基于电压的传递型的电路结构)的三级电流反映电路(三级电流源)的基于电流的传递模型。
在图68中,首先通过可变寄存器651和N-沟晶体管631建立了参考电流。顺便提一下,虽然叙述了通过可变寄存器651来调节参考电流,但实际上,晶体管631的源电压通过形成(即设置)在源驱动器IC(电路)14中的电子调节器来设定和调节。或者说,参考电流通过直接把来自电流型电子调节器的输出电流供给到晶体管631的源端来调节参考电流,其中电子调节器是由许多如图64所示单元晶体管(单一单元)634构成(参见图69)。
由晶体管631构成的第一级电流源的栅极电压被加到邻近的第二级电流源的N-沟晶体管632a的栅极,而因此,流经该晶体管的电流被传递到第二级电流源的P-沟晶体管632b,并且,第二级电流源的P-沟晶体管632b的栅极电压被加到邻近的第三级电流源的N-沟晶体管633a的栅极,而因此,流经该晶体管的电流被传递到第三级电流源的N-沟晶体管633b。根据所需毕特计数,许多电流源634被形成(设置)于第三级电流源的N-沟晶体管633b的栅极,如图64所图解说明的。
在图69中的结构,其特征在于多级电流反映电路的第一级电流源631装备有电流值调节元件。这个结构使输出电流通过改变第一级电流源631的电流值被控制。
在晶体管Vt上的变化(在特性上的变化)在一晶片内是在100mV的量级上。不过,形成在彼此100μ之内的晶体管Vt上的变化应是10mV或更小(实际测量值)。即,通过制作具有晶体管彼此形成得很靠近的电流反映电路,有可能减少在电流反映电路的输出电流中的变化。这样就减少了在源驱动器IC端点间输出电流中的变化。
顺便提一下,虽然Vt中的变化被作为在晶体管之间的变化来描述的,但晶体管之间的变化并不限于在Vt上的变化。不过,由于在Vt上的变化是在晶体管之间变化的主要原因,故为了易于理解,就假设在Vt上的变化=在晶体管之间的变化。
图110根据测量结果,示出晶体管的形成面积(mm2)对单元晶体管484的输出电流中的变化的关系曲线图,在输出电流中的变化是在阈值电压(Vt)处电流中的变化。黑点指出在形成面积上建立的评估样品晶体管(数目为10到200)中输出电流中的变化。在图110中,在区域A上(一个0.5mm2或较小的形成面积)形成的晶体管输出电流几乎没有变化(输出电流变化仅在误差界限之内,意味着产生了恒定的电流)。相反,在区域C中(一个2.4mm2或较小的形成面积),相对于该形成面积输出电流中的变化往往是迅速地增加。在区域B中(一个0.5到2.4mm2的形成面积),在输出电流中的变化几乎正比于形成面积。
不过,输出电流的绝对值则逐片晶片地变化。但是,这个问题可通过调节在本发明的源驱动器电路(IC)14中的参考电压,或把它设定为一固定值来解决。并且,通过精巧地修改电流反映电路来处理(解决)它。
本发明通过采用输入数字数据(D)切换流经单元晶体管634的电流数来改变(控制)流经源信号线18的电流量。当层次数为64,或更多时,由于1/64=0.015,在理论上,输出电流中的变化应在1到2%。顺便提一下,在1%以内的输出变化用肉眼来分辨是困难的,而0.5%或以下的输出变化是不可能分辨出来的(看上去均匀)。
要保持在1%之内的输出电流变化,应把晶体管群体(在其间晶体管变化应被抑制)的形成面积保持在2mm2之内,正如在图110中示出的结果所指出的那样。更佳的是,应把输出电流变化(即,晶体管Vt中的变化)保持在0.5%之内。即,可把晶体管群体681的形成面积保持在1.2mm2之内,正如在图110中示出的结果所指出的那样。顺便提一下,形成面积是由纵向长度乘以横向长度来给定。例如,1.2mm2的形成面积是由1mm×1.2mm得到的。
顺便提一下,上面的内容适用8-毕特(256层次)或较大的数据。对于较小的层次数,例如,在6-毕特数据(64层次)的情况下,在输出电流中的变化大约为2%(就图象显示用肉眼无问题)。如果是这样,可把晶体管群体681的形成面积保持在5mm2之内。对两个晶体管群体681(晶体管群体681a和681b被示于图68中)无需满足这个条件。如果至少这两个晶体管群体中的一个(如果有超过三个,则一个或更多的晶体管群体681)满足这条件,就可获得本发明的效果。较佳的是,这条件对较低电平的晶体管群体681应被满足(681a比681b较高)。这将减少图象显示问题。
在本发明的源驱动器电路(IC)14中,至少多个电流源,诸如包含第一代,第二代和第三代的电流源被连接成多级(当然可能有包含第一代和第二代电流源的二级)并密聚地放置,如图68所示。在电流源之间(在晶体管群体681之间)进行基于电流为的传递。具体地说,在图68中用虚线包围的晶体管(晶体管群体681)被密集地放置。晶体管群体681在彼此之间作出基于电压的传递。第一代电流源631和第二代电流源632a被大致形成于源驱动器IC芯片14的中央。这对相对地缩短在组成放在芯片左右两侧的第二代电流源的晶体管632a和组成第二代电流源的晶体管632b之间的距离成为可能。即,高电平晶体管群体681a被放在大约IC芯片的中央。然后把较低电平的晶体管群体681b放在IC芯片14的左、右两侧。较佳的是,以这样的方式放置,形成,或产生晶体管,使得在IC芯片14的左、右两侧。较佳的是,以这样的方式放置,形成,或产生晶体管,使得在IC芯片14的左、右两侧有近似相等数目的较低电平的晶体管群体681b。顺便提一下,上面各项并不限于IC芯片14,但可适用于采用低温多晶硅技术或高温多晶硅技术,直接形成在阵列板71上的源驱动器电路14,这对其它项目也是正确的。
根据本发明,一个晶体管群体681a被构筑,放置,形成,即制作在大约IC芯片14的中央,而8个晶体管群体681b,各个都形成在这芯片的左、右两面(N=8+8,参见图63)。较佳的是以这样一种方式来安排第二代晶体管群体681b,使得它们的数目与在芯片的左、右面上的将是相等的,或在相对于形成第一代的芯片中央的左面形成即放置的第二代晶体管群体681b的数目和在芯片的右面形成即放置的第二代晶体管群体681b的数目之间的差将是4或更小。更佳的是,在芯片的左面,形成即放置的第二代晶体管群体681b的数目和在芯片的右面形成即放置的第二代晶体管群体681的数目之间的差是1或更小。上面各项类似地适用于第三代晶体管群体(在图68中被省略)。
在第一代电流源63 1和第二代电流源632a之间制作基于电压的传递(电压连接)。因此,往往受到在晶体管Vt中变化的影响。因此,在晶体管群体681a中的晶体管被密集地放置。把晶体管群体681a的形成面积保持在2mm2之内,如图110所示。更佳的是,保持在1.2mm2之内。当然,如果层次数是64或更少,这形成面积可以是5mm2之内。
在晶体管群体681a和第二代晶体管632b之间通过电流来传递数据,因此,这电流可能流过一些距离。关于这距离(例如,在较高层面晶体管群体681a的输出端和较低层面晶体管群体681b的输入端之间),应把组成第二电流源(第二代)的晶体管632a和组成第二电流源(第二代)的晶体管632b放在至少彼此在10mm之内,如上所述。较佳的是,晶体管应被放在即形成在8mm之内。更佳的是,它们应被放在5mm之内。
已分析过,放置在硅芯片上的晶体管特性(Vt和迁移率(μ))中的差异,在基于电流传递的场合下,如果距离是在这范围之内,则不会有太多的影响。较佳的是,上面的条件特别是被较低层面晶体管群体满足。例如,如果晶体管群体681a是在顶部层面,晶体管群体681b处于它的下面而晶体管群体681c处在它们的更下面,则在晶体管群体681b和晶体管群体681c之间的基于电流的传递应满足上面的条件。因此,根据本发明,并不总是必需使所有晶体管群体都满足上面的条件。至少一对晶体管群体681满足上面的条件是足够的。这是因为层面越低,晶体管群体681就越多。
这类似地适用于构成第三(第三代)电流源的晶体管633a和构成第三电流源的晶体管633b。不用说,几乎是同样的情况也适用于基于电压的传递。晶体管群体681b被形成,做成即放在芯片左到右的方向上(在纵方向,即面向输出端761的位置)。晶体管群体681b被形成,做成即放在芯片左到右的方向上(在纵向方向,即面向输出端761的位置)。根据本发明,晶体管群体681b的M数是11(参见图63)。
在第二代电流源632b和第三代电流源633a之间制作基于电压的传递(电压连接)。因此,在晶体管群体681b中的晶体管,与晶体管群体681a的情况一样,被密集地放置。晶体管群体681b的形成面积应是在2mm2之内,如图110所示。更佳的是,它应是在1.2mm2之内。不过,在晶体管群体681b中晶体管Vt中的即使轻微的变动往往会出现在屏幕上。因此,较佳的是形成面积应是在图110中的区域A(0.5mm2或更小)。
数据在第三代晶体管633a和晶体管633b之间传递(基于电流的传递),并因此在晶体管群体681b中,该电流可能流过一些距离。在稍早时提供的距离描述也适用于这里。应把构成第三(第三代)电流源的晶体管633a和构成第二(第三代)电流源的晶体管633b放在彼此至少8mm之内。更佳的是,应放在彼此5mm之内。
图69示出由电子调节器构成的电流值调节元件。该电子调节器包括电阻器691(它由多晶硅形成,控制电流,并建立参考电压),解码电路692,电平移位器电路693等。顺便提一下,电子调节器输出电流。晶体管641起着模拟开关电路的功能。
顺便提一下,在源驱动器IC(电路)14中,可把晶体管作为电流源。这是因为在由晶体管组成的电流反映电路及其同类的电路中,晶体管起着电流源的作用。
电子调节器电路根据EL显示屏所使用的彩色数而被形成(即被设置)。例如,如果使用RGB三原色,较佳的是,对应于这彩色要形成(即设置)三个电子调节器,使得可独立地调节这些彩色。不过,如果采用一种彩色作为参考(被固定),应形成(即设置)如彩色数减1那样多的电子调节器。
图76示出一种结构,在这结构中,形成电阻性的元件651,以独立地控制RGB三原色的的参考电压。当然,很明显,这电阻性元件651可由电子调节器来代替。包括诸如电流源631和电流源632的第一代和第二代电流源的基本电流源被密集地放在于图76中图示说明的一区域中的输出电流电路704中。这种密集的布局减少了来自源信号线18输出中的变化。正如图76所图示说明的,通过把它们放在源驱动器IC(电路)14的中央处的输出电流电路704中,变得容易把来自电流源631和电流源632的电流分配到源驱动器IC(电路)14的左、右面,导致减少在左、右面之间的输出变化(把它们放在参考电流发生器电路或控制器,而不是电流输出电路是对的。即,704是一个不形成输出电路的区域)。
不过,并不总是必须把它们放在中央处的输出电流电路704中。可把它们放在IC芯片的一个端部或两个端部都放。并且,可把它们与输出电流电路704并联形成即设置。
因为它们易于受到在IC芯片14中单元晶体管634的Vt分布的影响(晶片的Vt被平均地分布在晶片中),所以,并不希望在IC芯片14的中央形成控制器或输出电流电路704。
对于此事的理由将参考图120作描述。如果把控制器或输出电流电路704形成于IC芯片的中央,就不可能在中央形成即构筑由单元晶体管634构成的输出电流电路。另一方面,象素16被形成于显示屏的显示屏幕50中的矩阵之中。这象素在相等的间隔下被形成网格状态。因此,如图120所图示说明的,在IC芯片14的中央,没有输出电流电路的输出端761b。因此,与在EL元件15中央的那些不同,电线被规定从输出端761a和761c走到显示屏的显示屏幕50的中央部分的路线。
不过,有一个可能性,即连接到输出端761b和761c的输出电路的各单元晶体管在Vt上有不同。即使输出端的诸单元晶体管634具有相等的栅极端电压,但它们的输出电流将根据诸单元晶体管634的Vt分布而变化。因此,在屏的中央可能会有输出电流的阶梯。这输出电流的阶梯可导致在屏幕中央处右面和左面之间的亮度差异。
用于解决这个问题的结构示于图122。图122(a)示出一种把输出电流电路704放在IC芯片一侧的示范性结构。图122(b)示出一种把输出电流电路704放置在-IC芯片两侧的示范性结构。图122(c)示出一种把输出电流电路704放在IC芯片输入端一侧的示范性结构。因此,诸输出端被有规则地形成在未被输出电流电路704占有的区域中。
在图68的电路结构中,晶体管633a和晶体管633b一个对一个地被连接完成。在图67中,晶体管632a和晶体管632b再一次一个对一个地被整体连接。
不过,如果晶体管以一个对一个的关系与其它晶体管连接,则在晶体管的特性的特性(Vt等)中的任何变化,将导致连接到它的对应晶体管输出中的变化。
为解决这个问题,具有合适结构的示例示于图123。在这示于图123的结构中,把每一个由四只晶体管633a构成的传输晶体管群体681b(681b1,681b2,和681b3),每一个由四只晶体管633b构成的传输晶体管群体681c(681c1,681c2,和681c3),彼此连接起来。虽然已叙述过,每个晶体管群体681b和681c由四只晶体管633构成,但不是限制性的,并可由少于四只或多于四只晶体管构成。即,流经晶体管633a的参考电流Ib是从与晶体管633a一起形成电流反映电路的多个晶体管633输出的,而这输出电流被多个晶体管633b接收。
较佳的是,多个晶体管633a和多个晶体管633b在尺寸上近似相等,且在数目上相等。较佳的是,单元晶体管634(在如图124中的64层次的场合下,数目为63只),每只产生一个输出,和与单元晶体管634一起组成电流反映的晶体管633b也是在尺寸上近似相等,且在数目上相等。上面的结构使准确地设定电流反映率和减少在输出电流中的变化成为可能。
较佳的是,流经晶体管633b的电流与流经晶体管632b的电流Ic1相等或为其5倍大。这将使晶体管633a的栅极电位稳定,并抑制由输出电流造成的跃迁现象。
虽然已经叙述过,彼此邻近地放着传输晶体管群体681b1和传输晶体管群体681b2,且它们中的每一个包括紧跟在另一个之后放置的四只晶体管633a,但这不是限制性的。例如,传输晶体管群体681b1的晶体管633a和传输晶体管群体681b2的晶体管633a可被交替地形成即放置。这将减少各端输出电流(程控电流)中的变化。
基于电流传递的多重晶体管的采用,有可能减少作为整体的晶体管群体输出电流中的变化和进一步减少各端输出电流(程控电流)中的变化。
组成传输晶体管群体681的晶体管633的总形成面积是重要的一项。基本上,晶体管633的总形成面积越大,在输出电流(从源信号线18流入的程控电流)中的变化就越小。即,传输晶体管群体681的形成面积(诸晶体管633的总形成面积)越大,则变化就越小。不过。晶体管633较大的形成面积增加芯片的面积,也就增加了IC芯片14的价格。
顺便提一下,传输晶体管群体681的形成面积是组成传输晶体管群体681的诸晶体管633形成面积的总和。一晶体管633的面积是晶体管633的沟道长度L和沟道宽度W之积。因此,如果晶体管群体681由10只晶体管633组成,它的沟道长度L是10μm,而沟道宽度W是5μm,则传输晶体管群体681的形成面积Tm(μm2)为10μm×5μm×10=500(μm2)。
传输晶体管群体681的形成面积应该用这样的方式来确定,使得与单元晶体管634保持某个关系。并且,传输晶体管群体681a和传输晶体管群体681b应保持某个关系。
现在,将给出在晶体管群体681形成面积和单元晶体管634之间的关系。也如图66中所图示说明的,多个单元晶体管634与每个晶体管633b连接。在64层次的情况下,63只单元晶体管634对应于一只晶体管633b(在图64中的结构)。如果这单元晶体管633的沟道长度L是10μm,而单元晶体管633的沟道宽度W是10μm,则单元晶体管群体的形成面积Ts(μm2)是10μm×10μm×63=6300μm2
在图64中的晶体管633b和在图123中的晶体管群体681C在这里是相关的。单元晶体管群体的形成面积Ts和传输晶体管群体681c的形成面积Tm具有下列关系:
1/4≤Tm/Ts≤6
更佳的是,单元晶体管群体的形成面积Ts和传输晶体管群体681c的形成面积Tm具有下列关系:
1/2≤Tm/Ts≤4
通过满足上面的关系,有可能减少各端输出电流(程控电流)中的变化。
并且,传输晶体管群体681b的形成面积Tmm和传输晶体管群体681c的形成面积Tms具有下列关系
1/2≤Tmm/Tms≤8
更佳的是,单元晶体管群体的形成面积Ts和传输晶体管群体681c的形成面积Tm具有下列关系:
1≤Tm/Ts≤4
通过满足上面的关系,有可能减少各端输出电流(程控电流)中的变化。
假设从晶体管群体681b1的输出电流为Ic1,从晶体管群体681b2的输出电流为Ic2,而从晶体管群体681b2的输出电流为Ic3。于是,输出电流Ic1,Ic2,和Ic3必须一致,根据本发明,由于各晶体管群体681由多个晶体管633组成,所以,即使个别晶体管633有变化,作为整体在晶体管群体681的输出电流Ic中没有变化。
顺便提一下,上面的示例并不限于示于图68中的三级电流反映连接(多级电流反映连接)。不用说,它也适用于单级电流反映连接。示于图123中的示例,涉及每个由多个晶体管633a构成的晶体管群体681b(681b1,681b2,681b3,……)与每个由多个晶体管633b构成的晶体管群体681c(681c,681c2,681c3,……)连接。不过,本发明并不限于这些情况。也有可能把单一晶体管633a与各个都由多个晶体管633b构成的晶体管群体681c(681c1,681c2,681c3)连接,或把各个都由多个晶体管633a构成的晶体管群体681b(681c1,681c2,681c3,……)与一个晶体管群体633b连接。
在图64中,开关641a对应于第零个毕特,开关641b对应于第一毕特,开关641c对应于第二毕特,……而开关641f对应于第五毕特。第零毕特由一个单元晶体管组成,第一毕特由两个单元晶体管组成,第二毕特由四个单元晶体管组成,……,而第五毕特则由32个单元晶体管组成。为易于解释,假设源驱动器电路14是维持64层次显示的6-毕特驱动器。
采用根据本发明的驱动器14的结构,第一毕特输出两倍大的程控电流到第零毕特,第二毕特输出两倍大的程控电流到第一毕特,第三毕特输出两倍大的程控电流到第二毕特,第四毕特输出两倍大的程控电流到第三毕特,第五毕特输出两倍大的程控电流到第四毕特。换句话说,每个毕特必须能够输出等于下一级较低毕特两倍的程控电流。
不过,在实际中,因为在构成不同毕特的单元晶体管634中的变化,要构筑使得各端将输出精确的两倍大的程控电流是困难的(如果不是不可能的)。能解决这个问题的示例示于图124。
在图124中的结构,除了用于各单个毕特的单元晶体管634之外,还包含调节晶体管。这些调节晶体管1241对应于第五毕特(开关641f)和第四毕特(开关641e)。
在示于图124中的示例中,这调节晶体管1241被放置,形成,即构筑在第五毕特(连接到开关641f的单元晶体管634)和第四毕特(连接到开关641d的单元晶体管634)处。四只调节晶体管1241,各被放置即形成在第五毕特和第四毕特处。不过,本发明并不限于这些情况。用于各毕特的调节晶体管1241的数目可以被改变。并且,调节晶体管1241可被附接到所有的毕特(通过形成,构筑即放置它们)。把调节晶体管1241做得比单元晶体管634较小。或者,把它们设计得比单元晶体管634产生较小的输出电流。即使晶体管尺寸被固定,有可能通过改变W/L来改变输出电流。
顺便提一下,可把调节晶体管1241和单元晶体管634构筑成即连接成以便共用栅极端,对它施加相同的栅极电压。因此,当电流Ib流经晶体管633时,单元晶体管634的栅极电压被建立,规定从单元晶体管634待输出的电流。同时,调节晶体管1241的输出电流也被限定。即,调节晶体管1241的输出电流正比于单元晶体管634的输出电流。这输出电流可借助于待通过与单元晶体管634配成对的晶体管633的电流Ib来控制。
根据本发明,把一只单元晶体管634的尺寸做得比两只或更多的调节晶体管的总尺寸较大。即,单元晶体管634的尺寸比调节晶体管1241的尺寸大。或者,把两只或更多的调节晶体管1241的总尺寸做得比单元晶体管634的尺较大。通过控制工作的调节晶体管1241的数目,有可能在小增量上调节对各毕特的输出电流的变化。
根据本发明的另一示例,一只单元晶体管634的输出电流被做得比两只或更多的调节晶体管的输出电流较大。即单元晶体管634的输出电流大于调节晶体管1241的输出电流。通过控制工作的调节晶体管1241的数目,有可能在小增量上调节对各毕特的输出电流的变化。
图125是图示说明采用调节晶体管1241对各毕特调节输出电流的方法的解释性图解。
图125示出已被形成的四只调节晶体管1241。顺便提一下,为了易于解释,假设用于输出电流调节的毕特的目标输出电流为Ia,且实际的输出电流Ib小于目标输出电流Ia一个量Ie(Ia=Ib+Ie)。并且,如果Ig是当所有四只调节晶体管1241都正常地工作时流通的电流,即使有晶体管在生产过程中的变化,但应总是满足Ig>Ie。因此,当这四只调节晶体管1241是在工作时,输出电流Ib超过目标输出电流Ia(Ib>Ia)。
在上面的条件中,调节晶体管1241从公共端1251被切断以获得目标输出电流Ia。用激光切割来切断这些调节晶体管1241。采用YAG(钇铝石榴石)激光器用来作激光切割是适合的。另外,也可使用氖氦激光器或二氧化碳激光器。并且,还可使用诸如喷砂的机械加工。
在图125中,晶体管1241a和1241b在两个切割位置1251处从公共端1252被切断。因此,将电流Ig减半。这样,调节晶体管1241逐个从公共端1251被切断,直至获得目标输出电流Ia时为止。输出电流用微安表测量,当测量值达到目标值时,停止切断调节晶体管1241。
顺便提一下,虽然参考图125已叙述过,切割位置1251用激光器来切割以调节输出电流,但这不是限制性的。例如,激光可直接发射到调节晶体管1241,通过摧毁它们来输出电流,也有可能在切割位置1251处装置模拟开关,通过外部控制信号来开通和断开这模拟开关,并从而改变要连接到点g的调节晶体管1241的数目。即本发明形成调节晶体管1241,并通过开通和断开这调节晶体管1241获得目标输出电压。因此,不用说,也能使用其它结构。
并且,并不严格地要在切割位置1251处进行切割,也可能用另一种方法,事先把切割位置打开,并通过在切割位置上沉积金属薄膜或其同类的薄膜作成连接。
另外,虽然已叙述过,事先形成调节晶体管1241,但这不是限制性的,例如,有可能微调部分的单元晶体管634,从而调节单元晶体管634的输出电流,以便为各毕特获得目标输出电流。或者换一种方法,有可能通过个别地调节对应于相应毕特的单元晶体管634的栅极端电压来为不同的毕特获得目标输出电流,例如,这可通过微调连接到单元晶体管634的栅极端的接线,从而增加电阻来完成。
图166图示说明部分的调节晶体管1241或单元晶体管634。多个单元晶体管634(或调节晶体管1241)通过内接线1622连接。为易于微调,调节晶体管1241在它们的源极端(S端)具有狭缝切割。通过在切断点1661b处制作一切口,有可能限制在调节晶体管1241的沟道间流动的电流。这就减少了在电流输出级704的输出电流,顺便提一下,不仅可在源极端形成狭缝,而且还可在漏极或栅极端形成狭缝。不用说,即使不形成狭缝,也可把部分的调节晶体管1241切断,也可能形成多个不同形状的调节晶体管1241,在输出电流的测量后,微调这调节晶体管1241,从而选择将产生最接近于目标输出电流的晶体管。
顺便提一下,虽然可微调单元晶体管634或调节晶体管1241来调节在上面示例中的输出电流,但本发明并不限于这些情况。例如,有可能以隔离的形式来形成调节晶体管1241,把它们的源极端或其同类的端通过FIB过程连接到输出电流电路704,从而调节输出电流。不过,无需完全地隔离调节晶体管1241。例如,有可能在它们的栅极端和源极端被连接的情况下形成输出电流电路704和调节晶体管1241,并通过FIB过程连接调节晶体管1241的漏极端。
并且,有可能构筑与形成输出电流电路704的单元晶体管634的栅极端隔离的调节晶体管1241的栅极端,并在它们的漏极端和源极端被连接的情况下形成即设置单元晶体管634和调节晶体管1241。在单元晶体管634的栅极端处的电位,通过电流Ic来确定,如图164及其同类的图所图示说明的。可自由地调节在这调节晶体管1241的栅极端处的电位。通过调节电位,有可能改变调节晶体管1241的输出电流。因此,通过调节在调节晶体管1241的栅极端电位,有可能调节输出电流电路704的输出电流,这输出电流是从单元晶体管634和调节晶体管1241输出电流的总和。这方法无需微调过程或FIB过程。调节晶体管1241的栅极端电压可使用电子调节器或其它同类的装置来调节。
虽然已叙述过,调节晶体管1241的输出电流经过在栅极端处电位的调节来调节的,但这不是限制性的。这输出电流可经过加到调节晶体管1241的源极端或漏极端电压的调节来调节。这些端电压也可使用电子调节器来调节。并且,加到调节晶体管1241的诸端的电压并不限于直流电压。也可能施加矩形电压(脉冲电压或其同类)并通过持续时间的控制来控制输出电压。
要大幅地改变输出电流的大小,可把调节晶体管1241在切断点1661a处切断,如图166所图示说明的。这样,通过微调全部或部分的单元晶体管634或调节晶体管1241,有可能容易地调节输出电流。为保护微调的位置不使退化,建议在微调之后通过气相沉积或对它们涂敷无机或有机材料来密封它们,使得它们将不会暴露在空气中。
尤其是,较佳的是,在IC芯片14的两端上的输出电流电路704配备微调的功能。在大的显示屏场合下,多个源驱动器IC14必须被串接。这是因为串接连接使得在相邻的IC输出电流之间的差异象边界一样的显著。通过微调晶体管及其同类,如图166所图示说明的,有可能改正在相邻的输出电流电路间的输出电流的变化。
不用说,上面的内容也适用于本发明的其它示例中。
在图123的结构中,通过使多个晶体管633b从多个晶体管633a接收输出电流,减少在各端的输出电流中的变化,图126示出一种结构,这结构通过从一晶体管群体的两侧供应电流来减少各端的输出电流中的变化。多个源提供电流Ia。电流Ia1和电流Ia2具有相同的电流值,而产生电流Ia1的晶体管和产生电流Ia2的晶体管组成作为一对的电流反映电路。
因此,在这结构中,形成、设置、即构筑了多个晶体管(产生电流的装置)来产生规定单元晶体管634输出电流的参考电流。更佳的是,来自多个晶体管的输出电流被连接到电流接收电路,诸如组成电流反映电路的晶体管,而单元晶体管634的输出电流由通过多个晶体管产生的栅极电压来控制。
此外,根据图126的一实施例示出组成电流反映电路的晶体管633b形成在单元晶体管634群体的两侧,不过,本发明并不限于这些情况,把组成电流反映的晶体管632a设置在晶体管群体681b的两侧的结构,也属于本发明。
可从图126看到,晶体管群体681b它含多个输出电流的晶体管633a,在晶体管群体681b的两侧都有晶体管632a(632a1和632a2),它们共用晶体管群体681b的栅极端,并和晶体管633a一起,形成电流反映电路。参考电流Ia1流经晶体管632a1,而参考电流Ia2则流经晶体管632a2。因此,晶体管633a(633a1、633a2、633a3、633a4…)的栅极端电压由晶体管632a1和632a2限定,并限定从晶体管633a输出电流。
把参考电流Ia1和Ia2的大小做成一致。这可通过诸如输出这参考电流Ia1和Ia2的电流反映电路的恒流电路来完成。即使参考电流Ia1和Ia2彼此或多或少有偏离,但这几乎不造成问题,因为它们彼此校正。
虽然在上面的示例中,已叙述过,把参考电流Ia1和Ia2粗略地做成一致,但本发明并不限于这些情况。例如,参考电流Ia1和Ia2可以是彼此不同的。例如,如果电流Ia1小于电流Ia2,则可把由晶体管633a1输出的电流Ib1做成小于由晶体管633an输出的电流Ibn(Ib1<Ibn)。电流Ib1越小,由晶体管群体681c1输出的电流就越小。电流Ibn越大,则由晶体管群体681cn输出的电流越大。在晶体管群体681c1和晶体管群体681cn之间设置即形成的晶体管群体681可产生中间大小输出电流。
因此,通过使电流Ia1和电流Ia2彼此不同,有可能在晶体管群体681的输出电流中产生斜率。晶体管群体681输出电流的斜率对源驱动器IC14的串接连接是有效的,这是因为两个参考电流IA1和Ia2对IC芯片的调节,使调节输出电流电路704的输出电流成为可能。因此,有可能作出调节以便消除在相邻的IC芯片14的输出电流之间的差异。
即使把电流Ia1和电流Ia2作成彼此不同的,如果在晶体管群体681中单元晶体管634栅极端处的电位是相同的,便不可能在晶体管群体681的输出电流中产生斜率。为何在晶体管群体681的输出电流中产生斜率的原因是在单元晶体管通过634之间的栅极端电压不同,为改变这栅极端电压,必须增加在晶体管群体681中栅极接线1261的电阻,具体地说,栅极接线1261由多晶硅形成。并且,在晶体管632a1和632an中间的栅极接线的电阻值应在2KΩ和2MΩ之间(包括这两个电阻值)。这样,通过提高栅极接线1261的电阻,有可能在晶体管群体681c的输出电流中产生斜率。
较佳的是,把晶体管633a的栅极端电压设置在0.52到68V(包括这两个电压值),所用的是硅IC芯片。这个范围可减少晶体管633a输出电流中的变化。这上面各项类似地适用于本发明的其它示例中。
不用说,上面的项目也适用到本发明的其它示例中。
在示于图126的结构中,电流反映电路包括两个或更多的(多重)与晶体管633a配成对的晶体管632a。由于从两侧供应参考电流,在晶体管群体681a中,可把晶体管633a的栅极端电压可靠地保持恒定,因此,由晶体管633a产生的输出电流中的变化是极小的。因此,在输出到源信号线18的程控电流或从源信号线18引出的程控电流中有极小的变化。
在图126中,不仅在晶体管633a2和晶体管633b2之间转移电流,而且在晶体管633a1和晶体管633a2之间也转移电流。因此也把晶体管群体681c1构筑成从两侧供应电流。类似地,不仅在晶体管633a4和晶体管633b4之间转移电流,而且在晶体管633a3和晶体管633b3之间也转移电流,并且,不仅在晶体管633a6和晶体管633b6之间转移电流,而且在晶体管633a5和晶体管633b5之间也转移电流。
晶体管群体681c构筑连接到有关的源信号线18的输出级电路。因此,通过从两侧供应电流到晶体管群体681c,并消除单元晶体管634栅极端的电压降即电位分布,有可能从源信号线18除去输出电流中的变化。
各晶体管群体681c包括输出电流的多个单元晶体管634,在晶体管群体681c的两侧,有晶体管633b(633b1和633b2),它共有晶体管634的栅极端、并与晶体管634一起形成电流反映电路。参考电流Ib1流经晶体管633b1,而参考电流Ib2则流经晶体管633b2。因此,单元晶体管634的栅极端电压由晶体管633b1和633b2限定,并限定从单元晶体管634输出的电流。
把参考电流Ib1和Ib2的幅值做成一致。这可通过诸如输出参考电流Ib1和Ib2的晶体管633a的恒流电路来完成。即使参考电流Ib1和Ib2彼此或多或少有偏离,但因为它们彼此校正,所以这几乎没有造成问题。
图127示出示于图126中示例的变化,。在图127中,除了在晶体管群体681b的两侧形成电流反映电路的晶体管632a之外,还有在晶体管群体681b的中部形成电流反映电路的一晶体管632。因此,与示于图126中的结构相比,晶体管633a具有更为恒定的栅极端电压和在它的输出中较少的变化。不用说,上面各项也适用于晶体管群体681c。
图128示出示于图126示例的另一变化。在图126中,在晶体管群体681b中的633a晶体管依次与和晶体管群体681c一起形成电流反映电路的晶体管633b连接。在示于图128的示例中,晶体管633a以不同的次序连接。
在图128中,晶体管633a1进行基于电流的传递到/从与晶体管群体681c1一起形成电流反映电路的晶体管633b1。晶体管633a2进行基于电流的传递到/从与晶体管群体681c2一起形成电流反映电路的晶体管633b3。晶体管633a3进行基于电流的传递到/从与晶体管群体681c1一起形成电流反映电路的晶体管633b2。晶体管633a4进行基于电流的传递到/从与晶体管群体681c3一起形成电流反映电路的晶体管633b5。晶体管633a5进行基于电流的传递到/从与晶体管群体681c2一起形成电流反映电路的晶体管633b4。
采用示于图126中的结构,晶体管633a的任何特性的分布往往造成从晶体管633a供应电流的晶体管群体681c形成块,导致输出电流变化。因此,呈块形的边界可能会在EL显示屏上出现。
如图128所示,通过重新安排与和晶体管群体681c一起形成电流反映电路的晶体管633的连接的次序,而不是有次序地连接晶体管633a,即使存在晶体管633a的特性分布,也有可能减少由晶体管群体681c形成的块体所造成的在输出电流中的变化。这就防止呈块形的边界在EL显示屏上出现。
当然,不需把晶体管633a和晶体管633b规则地连接起来,而可任意地连接。另外,可跳跃两个或更多。而不是跳跃一个把晶体管633a和晶体管633b连接起来。如图28所示。
在上面的示例中,电流反映电路以多级连接,如图68所说明的。不过,本发明并不限于多级电路结构,且可使用单级电路结构,如图129所说明的。
图129通过参考电流调节装置651控制即调节参考电流,(不用说,这装置并不限于可变的调节器,且可以是电子调节器)。单元晶体管634与晶体管633b一起形成电流反映电路,参考电流Ib限定来自单元晶体管634的输出电流的大小。
采用示于图129的结构,参考电流Ib控制在晶体管群体681c中单元晶体管634的电流,换句话说,晶体管633b为在晶体管群体681c1到681cn中的单元晶体管634限定程控电流。
不过,在晶体管群体681c1中单元晶体管634的栅极端电压和在该晶体管群体中单元晶体管634的栅极端电压之间常有微小的差异。推测这是由于由流经栅极接线等的电流造成的电压降等所引起的。即使在电压中的一个微小的变化,也将在输出电流(程控电流)中导致几个百分点的变化。根据本发明,在64层次的场合下,层次间的差异是1.5%(=100/64)。因此,应把输出电流中的变化减少到至少在1%或更小的量级。
用于解决这个问题的结构示于图130中,在图130中,有两个参考电流Ib的发生器电路。参考电流发生器电路1传递参考电流Ib1,而参考电流发生器电路2则传递参考电流Ib2,参考电流Ib1和参考电流Ib2具有相同的电流值。参考电流通过参考电流调节装置651来控制即调节(不用说,该装置并不限于可变调节器,也可能是电子调节器,或另一个方法,参考电流可通过改变固定的电阻器来调节)。顺便提一下,晶体管群体681c的输出端连接到源信号线18。这里所用的结构是单级电流反映电路。
不过,如果把参考电流Ib1和参考电流Ib2构筑成可被单独调节的,则当在公共端1253在点a处的和在点b处的电压彼此不同,且在晶体管群体681c1中单元晶体管634和在晶体管群体681c2中单元晶体管634的输出电流不同时,有可能把输出电流(程控电流)调节为均匀的。并且,由于在IC芯片14的左侧和右侧的单元晶体管在Vt上不同,所以有可能消除在输出电流中的斜率并改正任何产生的斜率。
在图130中,虽然两个参考电流发生器电路是被单独形成的,但这不是限制性的。且它们可由图128中所示的晶体管群体681b中的晶体管633a构建。通过采用在128中的结构,并控制(调节)流经组成电流反映的晶体管632a的电流,有可能同时控制(调节)示于图130中的参考电流Ib1和Ib2。即,晶体管633b1和633b2作为晶体管群体被控制(参见图130(b))。
采用在图130中的结构,使在公共端1253(栅极接线1261)上在点a处的电压和在点b处的电压变为相等成为可能。这也使在晶体管群体681c1中单元晶体管634的输出电流和在晶体管群体681c2中单元晶体管634的输出电流变为相等,并供应无变化的均匀程控电流到源信号线18成为可能。
这样,在图130中的结构包含两个参考电流源。图131示出一种结构,在该结构中,构成参考电流源的晶体管633b的栅极电压也被加到公共端1253的中央。
参考电流发生器电路1传递参考电流Ib1,而参考电流发生器电路2传递参考电流Ib2。参考电流发生器电路3传递参考电流Ib3。参考电流Ib1、参考电流Ib2、和参考电流Ib3具有相同的电流值。这些参考电流通过电流调节装置651(不用说这装置并不限于可变调节器,且可以是电子调节器)来控制即调节。
如果把参考电流Ib1、参考电流Ib2、和参考电流Ib3构筑成可单独地调节的,则有可能调节晶体管633b1,晶体管633b2,和晶体管633b3的栅极端电压。有可能在公共端1253上调节在点a处的电压,点b处的电压,和点c处的电压。因此,有可能通过改变在晶体管群体681c中单元晶体管634的Vt,在晶体管群体681c2中单元晶体管634的Vt,和在晶体管群体681cn中单元晶体管634的Vt,来改正输出电流(程控电流)(中的变化)。
虽然在图130中的三个参考电流发生器电流是被单独地形成的,但这不是限制性的,且可形成四个或更多的参考电流发生器电路。它们可由示于图128中的在晶体管群体681b中的晶体管633a所构建。通过采用在图128中的结构,并控制(调节)流经构成电流反映的晶体管632a的电流,有可能同时控制(调节)示于图130中的参考电流Ib1、Ib2和Ib3。即,晶体管633b1、633b2和633b3作为晶体管群体被控制(参见图131(b))。
图130示出一种结构,在这结构中,为晶体管633b1形成或设置了参考电流调节装置651a,而为晶体管633b2形成或设置了参考电流调节装置651b。图132示出一种结构,在这结构中,源端由晶体管633b1和633b2所共有,以及形成即设置了参考电流调节装置651。参考电流Ib1和Ib2通过电流调节装置651来控制(调节)而变化。从单元晶体管634输出的程控电流正比于在参考电流Ib1和Ib2中的变化而变化。晶体管633b1和晶体管633b2以与示于图123中的晶体管群体681c中晶体管633b一样的方式被连接。
参考电流Ib1和Ib2由参考电流调节装置651来控制即调节(不用说,这装置并不限于可变调节器,且可以是电子调节器)。在各晶体管群体681c中单元晶体管634与晶体管633b(633b和633b2)一起形成电流反映电路。参考电流Ib1和Ib2限定从单元晶体管634输出电流的大小。
采用示于图129的结构,参考电流Ib1被用来主要把在点a处的栅极端电压调节到一预定值,而参考电流Ib2被用来主要把在点b处的栅极端电压调节到一预定值。参考电流Ib1和Ib2基本上是相同的电流。彼此靠近形成的晶体管633b1和633b2具有相等的晶体管Vt。
因此,晶体管633b1和晶体管633b2共有栅极端,且在点a处的电压和在点b处的电压相等。因此,从公共端1253的两侧供应电压,使得在IC芯片的左侧和右侧上公共端1253处的电压均匀。一旦在公共端1253处端电压是均匀的,在晶体管群体681c中所有单元晶体管634的栅极端处的电压变得相等。这消除了在从单元晶体管634输出到源信号线18的程控电流中的变化。
这样,在图132中的结构包含产生参考电流源的两个晶体管633b。图133示出一种结构,在这结构中,构成参考电流源的晶体管633b2的栅极电压也被加到公共端1253的中央。
参考电流发生器电路1传递参考电流Ib1,而参考电流发生器电路2则传递参考电流Ib2。参考电流发生器电路3传递参考电流Ib3,参考电流Ib1、参考电流Ib2,和参考电流Ib3具有相同的电流值。这些参考电流通过参考电流调节装置651来控制即调节(不用说,这装置并不限于可变调节器,且可以是电子调节器)。
在图133中,虽然三个参考电流发生器电路被单独地形成,但这不是限制性的,且可形成四个或更多参考电流发生器电路。
顺便提一下,在图126、127、128等的结构中,通过参考电流的晶体管被设置即形成在栅极接线1261的两侧,不过,本发明并不限于这些情况。不用说,可把恒定电压直接加到栅极接线1261,而不是设置的晶体管。上面各项也适用于本发明的其它示例。
在上面的几个示例中,基于电流或基于电压的传递主要在单级结构中实现的。不过,本发明并不限于这些。不用说,例如,如在图146所示,本发明也适用于示于图68中的多级结构中。
在图147中,晶体管631a和631b形成即设置于晶体管群体681a的两端部(在IC芯片的左端和右端上或附近)。并且,形成即设置作为参考电流调节装置的可变电阻651。顺便提一下,参考电流Ia1和Ia2可被固定。不用说,参考电流Ia1和Ia2可以是相等的。
通过参考电流调节装置651调节参考电流Ia1和Ia2,有可能调节在晶体管群体681a中晶体管632的输出电流Ib。电流Ib被传递到晶体管633a,造成流经在晶体管群体681b中形成电流反映电路的晶体管633a的电流,并从而确定单元晶体管634的输出电流。其它各项与在图68及其同类图中的相同,因此省略对其描述。
虽然已叙述过,流经设置在芯片两侧的晶体管的参考电流的大小由电子调节器或其同类的装置来调节,但本发明并不限于这些情况。例如,这可通过微调参考电流调节电阻器Rm来完成,如图165所图示说明的。即,通过用从激光装置1501发射的激光1502微调电阻器Rm,电阻值被提高。电阻器Rm电阻值的增加改变了参考电流Ia。通过微调Rm1或Rm2,有可能分别调节参考电流Ia1和Ia2。
较佳的是,由组成电流反映电路的晶体管产生的电流被多个晶体管传递。形成在IC芯片14上的晶体管具有在特性方面的变化。为抑制在晶体管特性方面的变化,可增加晶体管的尺寸。不过,如果增加晶体管的尺寸,电流反映电路的电流反映率可能偏离。为解决这个问题,建议用多个晶体管制成基于电流或电压的传递。即使在个别晶体管的特性中有变化,多个晶体管的使用降低了整体变化。这也改进了电流反映率的准确性。总的来说,IC芯片的面积也被减少了。图156示出一示例。顺便提一下,上面各项适用于基于电流或基于电压的多级传递和基于电流或基于电压的单级传递。
在图156中,晶体管群体681a和晶体管群体681b组成电流反映电路。晶体管群体681a由多个晶体管632b构成。另一方面,诸晶体管群体681b中的每一群体由多个晶体管633a构成。类似地,诸晶体管群体631c的每一群体由多个晶体管633c构成。
晶体管群体681b1,晶体管群体681b2,晶体管群体681b3,晶体管群体681b4,等等都由相同数目的晶体管633a组成。并且,晶体管633a的总面积在诸晶体管群体681b之间是(近似)相等的(此处,总面积是在每一晶体管群体681b中诸晶体管633a的W和L的尺寸乘以晶体管633a的数目)。相同的情况也适用于诸晶体管群体681c。
令Sc表示在各晶体管群体681c中诸晶体管633b的总面积(此处,总面积是在各晶体管群体681c中诸晶体管633b的W和L的尺寸乘以诸晶体管633b的数目)。此外还令Sb表示在各晶体管群体681b中诸晶体管633a的总面积(此处,总面积是自各晶体管群体681b中诸晶体管633a的W和L的尺寸乘以诸晶体管633a的数目),此外还令Sa表示在各晶体管群体681a中诸晶体管632b的总面积(此处,总面积是在各晶体管群体681a中诸晶体管632b的W和L的尺寸乘以诸晶体管632b的数目)。此外还令Sd表示每次输出诸单元晶体管634的总面积。
较佳的是,总个面积Sc和总面积Sb是近似相等的。并且,较佳的是,组成各晶体管群体681b的晶体管633a和组成晶体管群体681c的晶体管633b在数目上是相等的。不过,考虑到在IC芯片14上的布局约束,可把组成各晶体管群体681b的晶体管633a制作成比组成各晶体管群体681c的晶体管433b在数目上较少的而在尺寸上则较大。上面结构的示例示于图157。晶体管群体681a由多个晶体管632b构成。晶体管群体681a和晶体管633a组成电流反映电路。晶体管633a产生电流Ic。一只晶体管633a驱动多只在晶体管群体681c中的晶体管633b(来自单个晶体管633a的电流Ic被分路到多个晶体管633b)。通常,晶体管633a的数目对应于输出电路的数目。例如,在QCIF+屏中,在各R、G和B的电路中,有176只晶体管633a。
在总面积Sd和总面积Sc之间的关系与输出变化有关。这个相应关系示于图210。对于变化率之类,参见图170。当总面积Sd∶总面积Sc=2∶1(Sc/Sd=1/2)时的变化率取为1。可从图210看到,小的Sc/Sd比导致在变化率中迅速的退化。尤其是当Sc/Sd是1/2或更小时,得出很差的变化率。当Sc/Sd是1/2或以上时,输出变化降低。这降低是渐变的。当Sc/Sd在1/2左右或较大时,输出变化属于可允许范围之内。有鉴于上面的情况,较佳的是,要满足1/2≤Sc/Sd。不过,较大的Sc就意味着较大的IC芯片。因此,应规定Sc/Sd=4的上限。即,应满足1/2≤Sc/Sd≤4。
顺便提一下,A≥B指的是A等于或大于B。A>B指的是A大于B。A≤B指的是A等于或小于B。A<B指的是A小于B。
另外,较佳的是,总面积Sd和总面积Sc近似地相等。而且,较佳的是,每输出的单元晶体管634的数目和在各晶体管群体681c中晶体管633b的数目相等。即,在64层次的场合下,每输出有63只单元晶体管634。因此,在晶体管群体681c中有63只晶体管633b。
并且,较佳的是,晶体管群体681a,晶体管群体681b,和晶体管群体681c是由其WL面积在4倍之内的单元晶体管634组成。更佳的是,它们由它的WL面积在2倍之内的单元晶体管484组成。愈加更佳的是,它们由相同尺寸的单元晶体管484组成。即,电流反映电路和输出电流电路704由尺寸近似相同的晶体管组成。
总面积Sa应比总面积Sb大。较佳的是,要满足200Sb≥Sa≥4的关系。并且,组成所有晶体管群体681b的晶体管663a的总面积Sa应近似地等于Sa。
顺便提一下,如图164所图示说明的,与晶体管群体681b组成电流反映电路的晶体管632a不需要被包括在晶体管群体681a中(参见图156)。
在图126,127,128,147或其同类图的结构中,流通参考电流的晶体管被设置即形成在栅极接线1261的两侧。把图158示出将这个结构(方案)应用到图157中结构的示例。在图158中,把晶体管群体681a1和681a2设置即形成在栅极接线1261的两侧。其它项目与图126,127,128,147,等相同,因此省略对其作描述。
在示于图126,127,128,147,158,等图的结构中,把一晶体管或晶体管群体设置在栅极接线1261的各端部。因此,总数为两只晶体管或两个晶体管群体被设置在栅极接线1261的两个端部处。不过,本发明并不限于这些情况。如图159所说明的,可把一晶体管或晶体管群体设置在栅极接线1261的中央或其它位置上。在图159中形成了三个晶体管群体681a。本发明的特征在于把多个晶体管或晶体管群体681形成在栅极接线1261上。多个晶体管或晶体管群体的使用,使降低栅极接线1261的阻抗,导致改善的稳定度成为可能。
为进一步改善稳定度,较佳的是,在如图160所图示说明的栅极接线1261上形成即设置电容器1601。或者,把电容器1601形成在IC芯片14,即源驱动器电路14中,或作为IC14的外电容器设置即安装在芯片的外面。当在外部安装电容器1601时,在IC芯片的一端上设置一电容器连接端。
上面的示例被构作成用于流通参考电流,利用电流反映电路复制这参考电流,并把这参考电流传输到在最后一级中的单元晶体管634。当图象显示是黑色显示(完全黑色屏面)时,因为每个开关641是开路的,所以电流不流经任何单元晶体管634。因此,0(A)电流流经源信号线18,不消耗功率。
不过,即使在黑屏幕显示时期,参考电流还是流动。在图161中,诸示例包括电流Ib和Ic。它们成为无功电流。如果构筑成在电流程控期间流动,则参考电流有效地流动。因此,在图象的垂直和水平的消隐时段时参考电流的流动被限止。并且,在等候时段期间,参考电流的流动被限止。
为防止参考电流流动,可把静止开关1611断开,如图161所示。这静止开关是一种模拟开关。这模拟开关形成在源驱动电路即源驱动器IC14中。当然,这静止开关1611被设置在IC14的外面并可被控制。
当静止开关1611被断开时,参考电流Ib停止流动。因此,电流不流经在晶体管群体681a1中的晶体管633a,且参考电流Ic也被减少为0A。因此,电流也不流经在晶体管群体681c中的晶体管633b。这改善了电源的效率。
图162是时标图。产生了与水平同步信号HD同步的消隐信号。当消隐信号是高电平时的时段,对应于消隐时段。当消隐信号是低电平时,施加视频信号。当消隐信号是低电平时,静止开关1611被关断(断开),而当该信号是高电平时,则被开通。
当静止开关1611被关断时,在消隐时段A的期间,参考电流不流动。当静止开关1611被开通时的消隐时段D期间,参考电流流动。
顺便提一下,静止开关1611的开通/断开控制可根据图象数据来进行。例如,在象素行中所有的图象数据是黑色图象数据(对1H的时段,输出到所有源信号线18的程控电流为0)时,静止开关1611被关断,以停止参考电流(Ic,Ib,等)流动。并且,可为各源信号线形成即设置静止开关,并受到开通/断开控制。例如,当标以奇数的源信号线18在黑色显示模式时(垂直黑色条显示),对应的静止开关被关断。
采用示于图124中的结构,在视频时段期间,参考电流Ib流经晶体管633。根据图象信号,开关641被开通和断开,而电流流经合适的单元晶体管634。在黑色屏面显示期间,所有的开关641被打开。即使开关641被打开,由于参考电流Ib流经晶体管633,单元晶体管634力图流通电流。这就降低了单元晶体管634的沟间电压(Vsd)(消除在源电位和漏电位之间的电位差)。单元晶体管634的栅极连接1261的电位也于同时下跌。当图象从黑色屏面改变到白色屏面时,开关641被开通,在单元晶体管634中产生电压Vsd。在栅极接线1 261和内接线634(源信号线18)之间有一寄生电容。
在栅极接线1261和内接线643(源信号线18)之间的寄生电容与单元晶体管634中的Vsd一起造成在栅极接线1261中的电位起伏。这电位起伏对单元晶体管634输出电流造成变化。在输出电流中的这个变化在图象中产生水平条纹等。在图象从白色显示变到黑色显示或从黑色显示变到白色显示的地方,水平条纹就出现。
图151图示说明了在栅极接线1261中电位的起伏。在图象变化点处(图象从白色显示变到黑色显示,从黑色显示变到白色显示等的地方)发生连接。
图152示出解决这个问题的一种方法。在选择器开关641中形成即设置电阻器R。具体地说,模拟开关641的尺寸被改变,而不是形成电阻器R。因此,图152是开关641的等效线路图。
把在开关641中的电阻设计得满足下列关系式:
R1<R2<R3<R4<R5<R6
D0由一个单元晶体管634提供。D1由2个单元晶体管634提供,D2由4个单元晶体管634提供。D3由8个单元晶体管634提供。D4由16个单元晶体管634提供。D5由32个晶体管634提供。因此,流经诸开关641的电流随着从D0到D5的变化而增加。也必须相应地降低诸开关的开通电阻。另一方面,也必须减少如图151中图示说明的连接。示于图152的结构,使减少连接和调节诸开关的开通电阻成为可能。
在图151中栅极连线1261的连接由一图象的存在造成的,该图象在所有单元晶体管634被截止时截止了所有的单元晶体管634和参考电流Ib的流动(参见图153及其同类的图)。为了上面的理由,单元晶体管643的栅极接线1261易于电位起伏。
图127及其同类的图,示出包含多级电流反映连结的结构。图129到133示出单级结构。已参考图151描述了不稳定的栅极接线1261的问题。这不稳定是由源驱动器IC14的电源电压所影响的,因为这电源电压转向到最大的电压。图211根据当源驱动器IC14为1.8V时所得的值,示出栅极接线电位起伏的比率。这起伏比率随着在源驱动器IC14的电源电压中的增加而增加。可允许的起伏率的范围大约为3。较高的起伏率将造成横向的交扰。相对于电源电压的起伏率当IC的电源电压为10到12V或更高时,往往会增加。因此,源驱动器IC14的电源电压应为12V或更小。
另一方面,为了对驱动器晶体管11a从白色显示的电流转换到黑色显示的电流,必须对源信号线18的电位作某个幅度变化。所要的幅度变化范围是2.5V或更多。因为源信号线18的输出电压不会超过电源电压,所以它比电源电压低。
因此,源驱动器IC14的电源电压应从2.5V到12V(包括这两个电压)。这个范围的采用,使保持栅极接线1261中的起伏在规定范围之内,消除水平交扰,从而获得正常的图象显示成为可能。
栅极接线1261的接线电阻值也存在问题。在图215中,栅极接线1261的接线电阻值(Ω)是它从晶体管633b1到晶体管633b2整个长度的接线电阻值即栅极接线的整个长度的电阻值。如图151所示的瞬态现象的幅度也取决于一个水平扫描周期(1H),因为1H的时段越短,瞬态现象的影响越大。较大的接线电阻值(Ω),使得较早发生如图151所示的瞬态现象。这个现象特别对示于图129到133,和215到220的单级电流反映的连接结构造成一个问题,在这结构中接线1261是长的并与许多单元晶体管634连接。
图212是一曲线图,在这图中,横轴代表栅极接线1261的接线电阻值(Ω)和1-H周期T(秒)的乘积(R·T),而纵轴代表起伏率。该起伏率当R·T=100时取为1。可从图212看到,当R·T为5或更小时,起伏率往往变得较大。当R·T为1000或更大时,起伏率也往往变得较大。因此,较佳的是R·T从5到100(包括这两个值)。
解决这个问题的另一方法示于图153。在图153中,形成即设置稳定地流通电流的单元晶体管1531。这些晶体管1531被称为稳态晶体管1531。
稳态晶体管1531在参考电流Ib正在流动时,恒定地流通电流Is。因此,它们不取决于程控电流Iw的大小。电流Is的流动减少了栅极接线1261的电位起伏。较佳的是,电流Is为流经单元晶体管634电流的2到8倍(包括这两个值)那样大。稳态晶体管1531由与单元晶体管634具有相同WL的多个晶体管构筑的。并且,较佳的是,稳态晶体管1531被形成于离流通参考电流Ib的晶体管633最远的位置处。
虽然参考图153已叙述过形成多个稳态晶体管,但本发明并不限于这些情况。可形成如图155所示的一单个稳态晶体管1531。并且,可在如图154所示的多个位置处形成多个稳态晶体管1531。在图154中,一只稳态晶体管1531a形成于靠近晶体管633处,而四只稳态晶体管1531b形成于离晶体管633最远的位置处。
在图154中,形成用于稳态晶体管1531b的开关S1。开关S1根据图象数据(D0到D5)开通和断开。在黑色屏面图象数据的场合下(包括接近于黑色屏面的图象数据(D的高阶毕特是0),NOR(或非)电路1541的输出进入高电位,开关S1开通,电流Is2流经稳态晶体管1531。否则,开关S1保持断开,而电流不流经稳态晶体管1531。这个结构可减少功耗。
图163示出包括稳态晶体管1531和静止开关1611这两种的结构。因此,不用说,可把已在本文中描述过的结构结合起来使用。
无效晶体管群体681c被形成即被设置在位于芯片IC两端的晶体管群体681c1和681cn的外侧。较佳的是,至少两个无效晶体管群体681c被形成于芯片IC的左、右侧(最外侧)更佳的是,形成3到6个电路(包括这两个数)。在没有无效晶体管群体681c的情况下,在生产这IC期间的扩散工艺或腐蚀工艺将造成在较外面的晶体管群体681c中各单元晶体管634在Vt方面与那些在IC芯片14中部的有区别。在Vt方面的差异将导致在单元晶体管634输出电流(程控电流)中的变化。
图129到133是具有单级电流反映结构的驱动器IC的方块图。将对该单级结构作进一步的描述。图215示出单级驱动器电路的结构。在图215中的晶体管群体681c对应于由示于图214(也参看图129到133)的单元晶体管634构成的输出级结构。
晶体管632b和两个晶体管633a组成电流反映电路。晶体管633a1和晶体管633a2的尺寸是相同的。因此,流过晶体管633a1的电流Ic和流过晶体管633a2的电流Ic是一样的。
在图214中,由单元晶体管634构成的晶体管群体681c与晶体管633b1和晶体管633b2一起组成电流反映电路。在晶体管群体681c的输出电流中有变化。不过,在彼此靠近的邻近位置组成电流反映电路的晶体管群体681具有它们的被准确控制的输出电流。晶体管633b1和晶体管群体681c1在对各个靠近的邻近位置上组成电流反映电路。并且,晶体管633b2和晶体管群体681cn在对各个靠近的邻近位置上组成电流反映电路。如果流经晶体管633b1的电流和流经晶体管633b2的电流是相等的,则晶体管群体681c1的输出电流和晶体管群体681cn的输出电流是相等的。如果在各IC芯片中准确地产生电流,则在任何IC芯片中输出级的两端,晶体管群体681c的输出电流是相等的。因此,即使IC芯片是级联的,则可把在IC间的接缝做得难以觉察的。
正如图123的情况,可安装多个晶体管633b以形成晶体管群体681b1和晶体管681b2。可安装多个晶体管633a以形成如图123中的晶体管群体681a。
虽然已叙述过,晶体管632b的电流由电阻值R1来规定,但这不是限制性的。可使用电子调节器1503a和1503b,如图218所示。在示于图218的结构中,可独立地操作电子调节器1503a和1503b。因此,可改变流经晶体管632a1和632a2的电流值。这使调节在芯片左侧和右侧处输出级681c中输出电流的斜率成为可能。顺便提一下,也可能只安装一只电子调节器1503,如图219所示,并用它来控制两个运算放大器722。
参考图161已叙述过静止开关1611。不用说,可类似地设置即形成如图220所示的静止开关。在图153,154,155,和163中已叙述过,稳态晶体管1531被形成即设置,而可把在图226(b)中的稳态晶体管1531形成即设置在块A中,如图225所图示说明的。
并且,参考图160已叙述过,为了稳定度,已把电容器1601连接到栅极接线1261,且很明显,在图226(a)中起稳定作用的电容器1601也可被设置在图225的块A中。
并且,参考图165及其同类的图已叙述过,为调节电流可微调电阻等。类似地,不用说,可微调电阻器R1或R2,如图225所图示说明的。
参考图210已叙述过,对构筑晶体管群体681的区域存在一些条件。不过,在图210中的条件并不适用于在图129到133和图215到220的单级电流反映结构,在这些结构中,有非常多的单元晶体管634。在下面将另外地描述单级驱动器电路的输出级。顺便提一下,为易于解释,将把图216和217作为示例。不过。由于描述不仅与单元晶体管634的数目和总面积有关,而且还与晶体管633b的数目和总面积有关,所以很明显,这描述也适用于其它示例。
图216和217中,令Sb代表在各晶体管群体681b中晶体管633b的总面积(此处,总面积是在各晶体管群体681b中晶体管633b的W和L的尺寸乘以晶体管633b的数目)。顺便提一下,如果晶体管群体681b被安装在如图216和217中的栅极接线1261的左侧和右侧,则该面积加倍计算。如果有一只晶体管,如图129所示,则Sb等于晶体管633b的面积。如果晶体管群体681b由单一晶体管633b构成,则不用说,Sb等于一只晶体管633b的尺寸。
此外还令Sc代表在各晶体管群体681c中单元晶体管634的总面积(此处,总面积是在各晶体管群体681c中晶体管634的W和L的尺寸乘以晶体管634的数目)。假设晶体管群体681c的数目为n,在QCIF+屏的场合下,n是176(参考电流电路是为各R,G,和B形成的)。
在图213,横轴代表Sc×n/Sb,而纵轴代表起伏率。在最差情况下的起伏率被取作1。如图213能图示说明的,起伏率随着Sc×n/Sb的增加而变坏。大的Sc×n/Sb指的是当输出端的数目n恒定时,在晶体管群体681c中单元诸晶体管634的总面积大于在晶体管群体681b中晶体管633b的总面积。如果是那样,起伏率是不利的。
小的Sc×n/Sb值指的是当输出端数目n恒定时,在晶体管群体681c中单元晶体管634的总面积小于在晶体管群体681b中晶体管633b的总面积。如果是那样,起伏率是小的。
起伏的可允许范围对应于Sc×n/Sb为50或较小的值。当Sc×n/Sb为50或较小时,起伏率属于可允许范围之内,而栅极接线1261的电位起伏是极小的。这使消除水平交扰,保持输出变化在可允许范围之内,从而获得正常的图象显示成为可能。当Sc×n/Sb为50或较小时,起伏率属于可允许范围之内是真实的。不过,把Sc×n/Sb降到5或较小则几乎没有效果。相反,Sb变大,增加了IC14的芯片面积。因此,较佳的是Sc×n/Sb到5应是从5到50(包括这两个数)。
并且,在晶体管群体681c中单元晶体管634的布局具有需要考虑的问题。晶体管群体681c应被有序地设置。单元晶体管634的任何脱空将使在它周围的单元晶体管634的特性不同于其它单元晶体管634的特性。
图134示意地图示说明了在输出级的晶体管群体681c中单元晶体管634的排列。把代表64层次的63只单元晶体管634有序地安排在矩阵中。不过,虽然64只单元晶体管634可被安排在4行×16列中,但63只单元晶体管634的安排产生了空位(有阴影的区)。这使得在阴影区周围的单元晶体管634a,634b,和634c的特性不同于其它单元晶体管634的特性。
为解决这个问题,本发明在阴影区中形成即设置一无效晶体管1341。这使得单元晶体管634a,634b,和634c的特性与其它单元晶体管634的特性一致。即,通过形成这无效晶体管1341,本发明把单元晶体管634安排在一矩阵中。并且,在没有任何省略的情况下,把各单元晶体管634安排在一矩阵中。此外,单元晶体管634还以轴对称来安排。
虽然已叙述过,把63只单元晶体管634安排在各晶体管群体681c中来表示64层次,但本发明并不限于这些情况。单元晶体管634可进一步由多个子晶体管组成。
图135示出该单元晶体管634。图135(b)示出由四个子晶体管1352组成的一单元晶体管(单一单元)1351。把单元晶体管(单一单元)1351设计成在输出电流上要与单元晶体管634相等。即,单元晶体管634由四只子晶体管1352组成。顺便提一下,本发明并不限于单元晶体管634是由四只子晶体管1325组成的结构,而适用于单元晶体管634是由多个子晶体管1352组成的任何结构。不过,把子晶体管设计成是相同尺寸即产生相同的输出电流。
在图135中,字母S表示晶体管的源极端,G表示晶体管栅极端,而D则表示晶体管的漏极端。在图135(b)中,子晶体管1352沿同一方向排列。在图135(c)中,子晶体管1352在不同的行之间沿不同方向排列。在图135(d)中,子晶体管1352在不同的列沿间不同方向排列,且相对于一个点对称。在图135(b),135(c),和135(d)中所有的安排都是有规则的。
在单元晶体管634或子晶体管1352的形成方向中的变化,常会改变它们的特性。例如,在图135(c)中,即使把相等的电压加到单元晶体管634a和子晶体管1352b的栅端,但它们都产生不同的输出电流。不过,在图135(c)中,以相同的数目,形成具有不同特性的子晶体管1352。这减少了作为整体的晶体管(单元)中的变化。如果改变具有不同形成方向的单元晶体管634或子晶体管1352的方向,则在特性方向的差异将彼此互补,导致减少在晶体管(单一单元)中的变化。不用说,上面的项目也适用于图135(d)中的安排。
因此,如图136及其同类图所图示说明的,通过改变单元晶体管634的取向,有可能造成在纵方向形成的单元晶体管634的特性和在横方向形成的单元晶体管634的特性在晶体管群体681c中作为整体彼此互补,导致在晶体管群体681c中作为整体减少变化。
图136示出在各晶体管群体681c之内,单元晶体管634在不同的列之间被不同地取向的示例。图137示出在各晶体管群体681c之内,单元晶体管634在不同的行之间被不同地取向的示例。图138示出在各晶体管群体681之内,单元晶体管634不仅在不同的列之间,而且还在不同的行之间被不同地取向的示例。顺便提一下,这些要求当形成即设置无效晶体管1341时,也被观察到。
上面的示例涉及在晶体管群体681c中构作即形成相同尺寸即相同电流输出的单元晶体管(参见图139(b))。不过,本发明并不限于这些情况,在图139(a)中图示说明的结构也能被如下使用。单一单元的单元晶体管634a对第0毕特(开关641a)被连接(被形成)。2-单元的单元晶体管634b第一毕特(开关641b)被连接(被形成)。4-单元的单元晶体管634c对第二毕特(开关641c)被连接(被形成)。8-单元的单元晶体管634d对第三毕特被连接(被形成)(开关641d)。16-单元的单元晶体管634a对第四毕特(未示出)被连接(被形成)。32-单元的单元晶体管634a对第五毕特(未示出)被连接(被形成)。顺便提一下,例如,16-单元的单元晶体管是一种晶体管,它的输出电流等同于由16只单元晶体管634所输出的电流。
通过按比例地改变沟道宽度W(而保持沟道长度L不变),可容易地形成-n-单元的(n是整数)单元晶体管。不过,实际上,把沟道宽度W加倍时,常常得不到加倍的输出电流。因此,沟道宽度W通过实际上构筑晶体管用实验来确定。不过根据本发明,即使这沟道宽度W或多或少与比例有偏差,但还是假设沟道W是成比例的。
在下面将描述参考电流电路。输出电流电路704是逐个地为R,G和B而形成(设置)的。在靠近的邻近位置上设置RGB输出电流电路704R,704G,和704B。并且,在图73的低电流区中的参考电流INL和在图74的高电流区中的参考电流INH是对各彩色(R,G和B)作调节的(也参见图79)。
因此,对R的输出电流电路704R配装了调节器(或用于电压输出或电流输出的电子调节器)651RL来调节在低电流区中的参考电流INL,和调节器(或用于电压输出或电流输出的电子调节器)651RH来调节在高电流区中的参考电流INH。类似地,对G的输出电流电路704G配装了调节器(或用于电压输出或电流输出的电子调节器)651GL来调节在低电流区中的参考电流INL,和调节器(或用于电压输出或电流输出的电子调节器)651GH来调节在高电流区中的参考电流INH。并且,对B的输出电流电路704B配装了调节器(或用于电压输出或电流输出的电子调节器)651BL来调节在低电流区中的参考电流INL,和调节器(或用于电压输出或电流输出的电子调节器)651BH来调节在高电流区中的参考电流INH。
较佳的是,调节器651及其同类的调节器应有能力适应温度变化,以对EL元件5的温度特性作出补偿。不用说,如果在示于图79的灰度系数中有两个更多的转折点,则可安装三个或更多的电子调节器或电阻器来调节对不同彩色的参考电流。
输出台761被形成即被设置在IC芯片的输出端。它们与显示屏的源信号线18连接。通过电镀技术或球焊技术把一突块形成在输出台761上。该突块应是10到40μm高(包括这两个高度)。
这突块是通过导电结合层(未示出)与源信号线18作电连接的。导电结合层是由环氧树脂或混合着银(Ag),金(Au),镍(Ni),碳(C),二氧化锡(SnO2),及其同类材料的苯酚基树脂制成的,或由紫外固化树脂制成。导电结合层通过转移或其它技术形成在突块上。并且,突块和源信号线18通过采用ACF树脂的热压来结合。顺便提一下,用于把突块即输出台761与源信号线18连接起来的技术并不限于在上面所描述的那些。另外,可采用一种薄膜载体技术来代替在阵列板上安装IC14。并且,可采用聚酰亚胺薄膜及其同类薄膜来连接源信号线18等。
参考图69,已被输入的4-毕特电流控制数据(DI)通过4-毕特译码器电路692来译码(不用说,如果有64个组成部分,则要用6-毕特译码电路。为易于解释,在此假设采用的是4-毕特数据)。通过电平移位器电路693把译码器输出从逻辑电平电压值推升到模拟电平电压值,并送入模拟开关641。
电子调节器电路的主要组成部件是一固定电阻器R0(691a)和16个单元寄存器r(691b)。从译码器电路692的输出连接到16个模拟开关641中的一个,并通过从译码器电路692的输出用来确定电子调节器的电阻值。例如,如果译码器电路692的输出为4,则电子调节器的电阻值是R0+5r。电子调节器的电阻值用作在第一级电流源631上的负载,并被提升到模拟电源Avdd。因此,在电子调节器的电阻值中的变化,对第一级电流源631的电流值造成变化。这又对第二级电流源632的电流值造成变化,因此对第三级电流源633的电流值造成变化。驱动器IC的输出电流以这样的方式受到控制。
顺便提一下,虽然已假设过,为了图示说明起见,采用4-毕特数据用于电流值控制,但这不是限制性的。不用说,毕特计数越大,电流的阶梯数就越大。并且,虽然已叙述过,多级电流反映具有三级结构,不用说,这不是限制性的,且可采用任何的级数。
另外,为处理由温度变化造成的,在EL元件发射亮度中的变化问题,较佳的是,电子调节电路配装它的电阻值随温度变化的外电阻器691a。图33和35及其同类图中,其电阻值随温度而变化的外电阻器包括热敏电阻,正温度系数热敏电阻等。通常,其亮度随流经它们本身的电流而变化的光发射元件具有温度依存关系,而它们的发射亮度,即使相同值的电流流经它们,还是随温度而变。通过附接其电阻值随温度而变的外电阻器691a至电子调节器,有可能改变随温度输出恒定电流的电流值,并即使在温度变化时,仍保持发射亮度不变。
较佳的是,多级电流反映电路被分为用于红色(R),绿色(G),和蓝色(B)的三个系统。通常,有机的EL或其它电流驱动的光发射元件,在R,G和B之间具有不同的发射特性。因此,为获得在R,G和B之间相同的亮度,流经光发射元件的电流应对R,G,和B作单独的调节。并且,诸如用于有机的EL显示屏的电流驱动光发射元件在R,G,和B之间具有不同的温度特性。因此,诸如形成即设置的、用来为温度特性作补偿的辅助元件的特性也应对R,G和B单独地被调节。
由于多级电流反映电路被分为用于红色(R),绿色(G),和蓝色(B)的三个系统,本发明作出对R,G和B单独地调节发射特性和温度特性,并从而使获得最佳的白色平衡成为可能。
如稍早描述的,在电流驱动的场合下,在黑色显示期间,只有很小电流被写入象素。因此,如果源信号线18等具有寄生电容,在一个横向扫描周期(1H)中,电流不能被充分地被写入象素16中。通常,在电流驱动的光发射元件中,黑色电平的电流象几个nA那样弱,因此,难以驱动寄生电容(接线的负载电容),它被认为采用黑色电平电流的信号值来测量几十pF。为解决这个问题,通过在把图象数据写入进源信号线18之前,施加预充电电压,使在象素晶体管11a(基本上,晶体管11a是截止的)中的黑色电平电流与源信号线18的电位电平相等是有用的。为了形成(建立)预充电电压,通过译码图象数据的较高阶毕特,恒定电压输出黑色电平是有用的。
图70示出配装根据本发明的预充电功能的电流输出型源驱动器电路(IC)14的示例。图70示出把预充电功能安装于6-毕特恒定电流输出电路的输出级中的情况。在图70中,预充电控制信号被构作成使它可译码这种情况,即通过NOR电路702在图象数据D0到D5中的较高阶的3毕特D3,D4和D5全部是零,取一AND电路703,用从点时钟脉冲CLK的具有基于横向同步信号HD的复位功能的计数器电路701的输出,并从而输出黑色电平电压Vp一固定的时段。在其它的情况中,把从参考图68等描述的电流输出级704的输出电流加到源信号线18(程控电流从源信号线18被引出)。当图象信号由接近黑色电平的第0到第7层次组成时,在横向周期的开始时,通过写入只对应于黑色电平的电压一固定的时段,上面的结构减轻电流驱动的负担,并对不充分的写入补偿。顺便提一下,假设第0层次对应于完全黑色显示,而第63层次对应于全白色显示(在64层次显示的场合下)。
较佳的是,对已完成预充电的层次应被限止到黑色显示区。具体地说,预充电是通过在黑色区(低亮度区,在电流驱动的场合下,在这区中,只有小的(弱的)写入电流流动)中从写入图象数据中选定层次(选择性预充电)来完成的。如果预充电在层次的整个范围内进行,则亮度在白色显示区降低了(未达到目标亮度)。并且,在某些情况下显示出纵向条纹。
较佳的是,选择性预充电从第0层次开始对所有层次的1/8进行(例如,在64层次的场合下,在对第0到第7层次的预充电之后,图象数据被写入)。更佳的是,选择性预充电从第0层次开始对所有层次的1/16进行(例如,在64层次的场合下,在对第0到第3层次的预充电之后,图象数据被写入)。
一种通过仅检测第0层次来执行预充电的方法在加强反差方面也是有效的,特别是在黑色显示中,它获得极为良好的黑色显示。问题是当整个屏幕显示第一和第二层次时,屏幕在色调中显示稍带白色。因此,选择性预充电是在预定的范围内进行的:从第0层次开始的所有层次的1/8。通过只提取第0层次进行预充电的方法对图象显示几乎不造成损伤。因此,采取这个方法作为预充电技术是最可取的。
顺便提一下,在R,G和B之间,改变预充电电压和层次范围是有用的,因为在R,G和B之间,发射启动电压和EL元件15的发射亮度有变化。例如,在R的场合下,从那个第0层次开始,对所有层次的1/8进行选择性预充电(例如,在64层次的场合下,在对第01到第7层次的预充电之后,图象数据被写入)。在其它彩色(G和B)的场合下,选择性预充电从第0层次开始,对所有层次的1/16进行(例如,在64层次的场合下,在对第0到第三层次的预充电之后,图象数据被写入)。关于这预先充电电压,如果对R,7V被写入进源信号线18,对其它彩色(G和B)7.5V被写入源信号线18。最佳的预充电电压往往随EL显示屏的生产批数而变。因此,较佳的是,预充电电压可用外部调节器或其同类的装置来调节。这种调节器电路也可采用电子调节器电路来容易地实现。
顺便提一下,预充电电压不高于阳极电压Vdd减0.5V,并在图1的阳极电压Vdd减2.5V的范围内是较佳的。
即使用仅对第0层次进行预充电的方法,但从R,G和B之间选择一种或两种彩色进行预充电还是有用的。这将对图象显示造成较少损伤。
通过提供几种能由指令来转换的模式是较佳的,这些模式包括:不进行预充电的第0模式,仅对第0层次进行预充电的第一模式,在第0到第3层次的范围内进行预充电的第二模式,在第0到第7层次的范围内进行预充电的第三模式,以及在整个层次等范围内进行预充电的第四模式。这些模式可通过在源驱动器电路(IC)14中构筑(设计)一逻辑电路被容易地实现。
图75是示出选择性预充电电路的具体结构图。参考字母PV表示预充电电压的输入端。通过外输入或通过电子调节器电路为R,G和B设定单独的预充电电压。顺便说,虽然已说明对R、G和B设定了单独的预充电电压,但这不是限制性的。预充电电压可能对R,G和B是共有的,因为它们与象素16的驱动晶体管11a的Vt有关系,而Vt在R,G和B之间是没有区别的。如果象素16的驱动器晶体管11a的W/L比等在R,G和B之间变化(被不同地设计),较佳的是,预充电电压被调节到不同的设计。例如,驱动器晶体管11a较大的沟道长度L降低了晶体管11a的二极管特性,并提高源-漏(SD)电压。因此,预充电电压应被设置得低于电源电位(Vdd)。
预充电电压PV被馈送到模拟开关731。为减少开通电阻值,模拟开关731的W(沟道宽度)应是10μm或以上。不过,它被设置到100μm或以下,因为太大的W也将增加寄生电容量。更佳的是,沟道宽度W应在15μm和60μm之间(包括这两个尺寸)。上述项目也适用于在图75的开关641b中的模拟开关731和在图73中的模拟开关731。
开关641a通过预充电启动(PEN)信号,选择性预充电(PSL)信号,和在图74中逻辑信号的较高阶三个毕特(H5,H4,和H3)来控制。引用逻辑信号的较高阶三个毕特(H5,H4和H3),这是因为当它们是“0”时,进行选择性预充电。即,当较低阶三个毕特是“1”时(从第0到第七层次)选择地进行预充电。
顺便提一下,虽然对诸如只在第0层次或第0到第7层次的范围内的固定层次可进行选择性充电,但它可在任何规定的低层次区中自动地进行(在图79中,层次0到层次R1即层次“R1-1”)。具体地说,如果规定了从层次0到层次R1范围的低层次区,则选择性预充电将自动地在这范围内进行,而如果规定了从层次0到层次R2范围的低层次区,则选择性预充电将自动地在这范围内进行。这个控制系统需要比其它系统较小的硬件规模。
开关641a根据上面的哪个信号被施加而开通或断开。当开关641a是开通时,预充电电压PV被加到源信号线18。顺便提一下,在预充电电压PV被施加的期间,由单独形成的计数器(未示出)来设定。这计数器被构筑成通过指令来设定。较佳的是,预充电电压的施加持续时间是从一个横向扫描周期(1H)的1/100到1/5,包括这两个时间。例如,如果1H是100μsec,则施加持续时间应从1μsec到20μsec(从1H的1/100到1/5),包括这两个时间。更佳的是,它应从2μsec到10μsec(从1H的2/100到1/10),包括这两个时间。
图173示出图70或75的变化。它示出一种预充电电路,这电路根据输入图象数据确定是否进行预充电并对予充电进行控制。例如,这预充电电路可作出设定,以便当图象数据只包含第0层次时进行预充电,当图象数据仅包含第0和第一层次时进行预充电,或当第0层次出现时总是进行预充电,以及当第一层次连续地出现预定的次数或在超出预定次数时,进行预充电。
图173示出配装根据本发明预充电功能的电流输出型源驱动器电路(IC)14的示例。图173示出预充电功能被装在6-毕特恒流输出电路输出级中的情况。在图173中,符合电路1731根据图象数据D0到D5进行译码,并确定是否采用在配装根据横向同步信号HD的复位功能的REN端和点时钟脉冲CLK端中的输入进行预充电。符合电路1731具有一存储器并保留与图象数据有关的预充电结果历时几个H或几场(帧)。并且,它具有根据所保留的数据通过确定是否进行预充电来控制预充电的本领。例如,符合电路1731可作出设定,以便当第0层次出现时总是进行预充电,和当第一层次连续出现6H(六个横向扫描周期)或更多时进行预充电。并且,它可作出设定,以便当第0或第一层次出现时,总是进行预充电,和当第二层次连续出现3F(三个帧周期)或更多时,进行预充电。
来自符合电路1731的输出以及来自计数器电路701的输出通过“与”(AND)电路703进行逻辑相乘,并因此黑色电平电压Vp输出一预定的时段。在其它的场合下,来自参考图68及其类同的图所描述的电流输出级704的输出电流被加到源信号线18(程控电流Iw从源信号线18引出)。结构的其它部分,与示于图70,75,及其类同图的那些是相同或类似的,因此,省略对它们的描述。顺便提一下,虽然预充电电压被加到图173中的点A,不用说,它也可被加到点B(参见图75)。
如果采用加到源信号线18的图象数据来改变预充电电压PV的施加持续时间,也可获得良好的结果。例如,可为对应于全黑色显示的第0层次增加施加持续时间,并为第四层次减少。并且,如果考虑到在图象数据和在1H之后要施加的图象数据之间的差异来规定施加的持续时间,则可获得良好的结果。例如,在写入一股电流进源信号线以把该象素处于白色显示模式之后,当写入一股电流进源信号线以把该象素处于黑色显示模式1H时,应增加预充电时间。这是因为对黑色显示使用一股弱电流。相反,在写入一股电流进源信号线以把该象素处于黑色显示模式之后,当写入一股电流进源信号线以把该白色象素处于黑色显示模式1H时,应减少预充电时间或应停止预充电(不进行预充电)。这是因为对白色显示使用了大电流。
根据待加的图象数据来改变预充电电压也是有用的。这是因为对黑色显示使用了弱的电流,而对白色显示则使用了大的电流。因此,在较低的层次区中(当P-沟晶体管被用作象素晶体管11a时),预充电电压被升高(相对Vdd),而在较高层次区中(当P-沟晶体管被用作象素晶体管11a时),预充电电压被降低。
为易于理解,在下面将主要参考图75作出描述。不过,不用说,在下面描述的项目也适用于示于图70和175中的预充电电路。
当程控电流的开端(PO端)是“0”时,开关1521被断开,使IL端和IH端从源信号线18脱离连接(Iout端与源信号线18连接)。因此,程控电流Iw不流经源信号线18。
当把程控电流Iw加到源信号线时,PO端是“1”,保持开关1251开通,以使程控电流Iw流经源信号线18。当在显示区无象素行被选定时,“0”被加到PO端以使开关1251开路。单元晶体管634根据输入数据(D0到D5)恒定地从源信号线18引出电流。这个电流通过晶体管11a从已选定的象素16的VDD端流进源信号线18。因此,当无象素行被选定时,没有通路供电流从象素16流到源信号线18。在当任意象素行被选定的时间之后直至当下一象素行被选定的时间时为止,出现了当无象素行被选定的时段。顺便提一下,在无象素(象素行)被选定且无通路供电流流进(流出进入)源信号线18的时段期间,被称为总的非选定时段。
在这状态中,如果IOUT端被连接到源信号线18,则电流流到被启动的单元晶体管634(实际上,所启动的晶体管是通过从D0到D5端的数据受开关641控制)。因此,在源信号线18寄生电容中的电荷被放电,迅速地降低了源信号线18的电位。然后,要化时间为电流正常地写入源信号线18以恢复源信号线18的电位。
为解决这个问题,本发明在总的非选定时段期间,把“0”加到PO端以断开在图75中的开关1521,并从而把IOUT端从源信号线18脱离连接。因此,无电流从源信号线18流入单元晶体管634,因此,在总的非选定时段期间,源信号线18的电位不会改变。这样,通过在总的非选定时段期间控制PO端,并把电流源从源信号线18脱离连接,有可能正常地写入电流。
当白色显示区(具有某个亮度的区域)(白色区)和黑色显示区(具有亮度在预定水平之下的区域)(黑色区)在屏幕中共存,且白色面积对黑色面积之比属于某个范围,因为纵向条纹在这个范围中出现时,增加停止预充电的(正常预充电)性能是有用的。相反,在因为当它们移动时图象可能起着噪声作用,预充电可以在一个范围中进行。正常的预充电可通过采用运算电路来计数(计算)对应于白色区和黑色区的象素数据来容易地实现。
因为EL元件15的发射启动电压和发射亮度在R,G和B之间变化,所以在R,G和B之间改变预充电电压也是有用的。例如,一种可能的方法包括当具有预定亮度的白色面积对具有预定亮度的黑色面积之比为1到20或以上时,对R停止或启动预先充电,以及当具有预定亮度的白色面积对具有预定亮度的黑色面积之比为1到16或以上时,对G和B停止或启动预充电。已在实验上和分析上指出在有机的EL屏中,当具有预定亮度的白色面积对具有预定亮度的黑色面积之比为1到100或以上(即黑色面积至少比白色面积大一百倍)时,较佳的是,应停止预充电。更佳的是,当具有预定亮度的白色面积对具有预定亮度的黑色面积之比为1到200或以上时(即,黑色面积至少比白色面积大200倍)时,应停止预充电。当象素16的驱动器晶体管11a是P-沟晶体管时,应从源驱动器电路(IC)14输出接近于Vdd的电压,作为预充电电压。(参见图1)
不过,当预充电电压PV较接于Vdd时,对在源驱动器电路(IC)14中所用的半导体需要较高的电压(但是,高的电压阻仅在5V到10V的量级,而超过5V的高的电压阻要增加半导体工艺的价格)。因此,采用5V的电压阻工艺,对采用高分辨率、价廉的工艺过程成为可能。
如果当在象素16中驱动器晶体管11a的二极管特性是良好的、且对白色显示已建立通路时的电流时,5V不被超过,则因为这5V工艺也可供源驱动器IC14之用,所以没有问题。不过,当二极管特性超过5V时就有问题发生。尤其是在预充电期间,由于必须施加接近于晶体管11a的电源电压Vdd的预充电电压PV,所以不可能从IC14产生输出。
图92示出解决这个问题的一种屏结构。在图92中,在阵列板71上形成开关电路641。这源驱动器IC14对开关641输出开通/断开信号。这开通/断开信号由形成在阵列板71上的电平移位器电路693提升并开通和断开开关641。顺便提一下,开关641和电平移位器电路693在形成象素晶体管的过程中,被同时或相继地形成。当然,可单独地形成外部电路(IC),并安装在阵列板71上。
这开通/断开信号,根据稍早描述的预充电条件从IC14的端部761a输出。因此,不用说,这预充电电压的施加和驱动方法也适用于示于图92的示例中。从端部761a输出的电压(信号)低到5V或更低。这电压(信号)通过电平移位器电路693使它具有提高到开关641的开通/断开逻辑电平的幅度。
采用上面的结构,能够在工作电压范围内驱动程控电流Iw的电源供应电压是足够用于源驱动器电路(IC)14的。预充电电压PV不会对具有高的工作电压的阵列板71造成问题。因此,这预充电电压可被充分地施加到直至阳极电压(Vdd)的电平。
如果把在图89中的开关1521,形成(设置)在源驱动器电路(IC)14内,则也有一个电压阻的问题。这是因为,例如,如果象素16的电压Vdd高于IC14的电源电压,则有一个危险,即可把足以损坏IC14的高的电压加到IC14的端部761。
能解决这个问题的示例示于图91。在阵列板71上形成(设置)了开关电路641。开关电路641的结构和技术规格等与参考图92所描述的那些是相同或相似的。
开关电路641被设置在IC14输出的前面,并在源信号线18的中央。当开关641开通时,用来程控象素16的电流Iw流进源驱动器电路(IC)14。当开关641断开时,从源信号线18切断源驱动器电路(IC)14。通过控制开关641,有可能实现在图90中所图示说明的驱动系统及其类同的系统。
从端部761a输出的电压(信号)为5V或更低,如在图92中的情况。这电压(信号)通过电平移位电路693使它具有提高到开关641的开通/断开的逻辑电平的幅度。
采用上面的结构,能够在工作电压范围内驱动程控电流Iw的电源电压是足够用于源驱动器电路(IC)的。由于开关641也在阵列板71的电源电压工作,所以即使这电压从象素16被加到源信号线18,开关641和源驱动器电路(IC)14均不会被损坏。
顺便提一下,不用说,设置(形成)在图91中源信号线18中央的开关641和用于施加预充电电压PV的开关641都可被形成(被设置)在阵列板71上(示例包括示于图91和92的结构)。
如稍早所描述的,当象素16的驱动器晶体管11a和选择晶体管(11b和11c)是P-沟晶体管,如图1所示时,会产生渗透电压。这是因为栅极信号线17a的电位起伏会通过选择晶体管(11b和11c)的G-S电容(寄生电容)渗透到电容器19的一端所致。当P-沟晶体管11b截止时,该电压被设置到Vgh。结果是,电容器19的端电压稍稍移到Vdd侧。因此,选择晶体管11a的栅极端电压上升,产生更浓的黑色显示。这造成正常的黑色显示。
不过,虽然可获得第0层次的全黑显示,但难以显示第一层次及其同类的层次。在其他情况下,大的层次跳跃可能会出现在第0和第一层次之间,或在特殊的层次范围可能会出现黑色再现。为解决这个问题,可利用在图71中的结构。这个结构的特征由包括整平输出电流值的功能来表现。微调电容器电路711的主要目的是补偿这渗透电压。它也能被用于调节黑色电平,使得即使图象数据是在黑色电平0,但某些电流(几十nA)仍将流动。
基本上,图71除了已对输出级添加了微调电容器电路(在图71中由虚线所围绕的)之外,与图64是相同的。在图71中,3毕特(K0,K1,K2)被用作电流微调控制信号。这控制信号的3毕特使得把大于第三代电流源的电流值0到7倍的电流值添加到输出电流成为可能。
上面所述是根据本发明源驱动器电路(IC)14的基本概述,现在,将对根据本发明的源驱动器电路(IC)14作更为详细的描述。
流经EL元件15的电流I(A)和发射亮度B(nt)具有线性的关系。即,流经EL元件15的电流I(A)正比于发射亮度B(nt)。在电流驱动中,各级(层次级)是由电流(单元晶体管634(单一单元))提供的。
人类视觉相对于亮度具有平方律的特性,换句话说,亮度的平方变化才被感觉出是线性的亮度变化。不过,根据示于图83中的关系,流经EL元件15的电流I(A),在低亮度区和高亮度区中都是正比于发射亮度B(nt)的。因此,如果逐级地改变亮度(以一个层次的间隙),在低层次部分(黑区)在各级中极大地变化(发生阴影清晰度的损失)。在高层次部分(白区),由于亮度变化近似地与二次曲线的线性部分相一致,所以亮度被感觉出在各级中以相等间隙变化。因此,尤其是如何显示黑色显示区,变成在电流驱动(在其中,各级作为电流增量来提供)(即在电流驱动源驱动器电路(IC)14)中的一个问题。
为解决这个根据本发明的问题,降低在低层次区中(从层次0(全黑显示)到层次(R1))的输出电流斜率,而增加高层次区中(从层次R1到最高层次(R))的输出电流斜率,如图79所示。即,在低层次区中,每层次(在每级中)的电流增量被减少,而在高层次区中,每层次(在每级中)的电流增量被增加。通过改变在图79中两个层次区之间电流的变化量,有可能使层次特性曲线接近于两次曲线,因此消除了在低层次区中的阴影清晰度的损失,在图79及其类同的图中图示说明的层次-电流特性曲线被称为灰度曲线。
顺便提一下,虽然在上面的示例中,使用了两个电流斜率-在低层次区和高层次区-但这不是限制性的。不用说,可使用三个或更多斜率。不过,不用说,两个斜率的使用是较佳的,因为它简化了电路结构。较佳的是,灰度曲线是可能产生5根或更多斜率。
本发明的技术理念在于电流驱动源原驱动器电路(IC)及其类同的线路中每层次级电流增量的两个或更多个值的使用(基本上,电路使用了用于层次显示的电流输出。因此,显示屏并不限于有源矩阵型,并包括简单矩阵型)。
在EL和其它电流驱动的显示屏中,显示亮度正比于所加的电流的量。因此,根据本发明的源驱动器电路(IC)14,通过调节提供用于流经一个电流源(一个单元晶体管)634的电流的基础的参考电流,可容易地调节显示屏的亮度。
在EL显示屏中,在R、G和B之间,发光效率有变化,且彩色纯度与NTSC(美国国家电视系统委员会)的标准有偏离。因此,为获得最佳白色平衡,有必要使R、G和B之间的比率最佳化。这最佳化通过单独地调节RGB参考电流进行。例如,用于R的参考电流被设定为2μA,用于G的参考电流被设定为1.5μA,而用于B的参考电流被设定为3.5μA。较佳的是,可改变、调节、控制用于不同彩色的参考电流中的至少一个,如上面所描述的。
根据本发明的源驱动器电路(源驱动器IC)14减小了在图67、148等中的第一级电流源631的电流反映因子(例如,流经晶体管632b的电流被减至1/100,即如果参考电流为1μA,则减小到10nA),使得从外部粗略地调节参考电流,并在芯片之内准确地调节细小的电流成为可能。不用说,上面各项不仅适用于在图157、158、159、160、161、163、164、165μ等中的参考电流Ib和Ic,而且还适用到在图147中的参考电流Ib。
装置用于在低层次区中参考电流的调节电路和用于在高层次区中参考电流的调节电路以获得图79中的灰度曲线。顺便提一下,图79示出通过单点多角形灰度电路产生的层次控制方法。这是意图为了易于解释,但本发明并不限于这个情况。不用说,可使用多点的多边形灰色电路。
并且,虽然未示出,但单独地为R、G和B装置了用于在低层次区中参考电流的调节电路和用于在高层次区中参考电流的调节电路,使得可单独地对R、G和B作出调节。当然,如果白色平衡是通过固定一种彩色和对两种彩色(即,如果G是被固定的,则是R和B)调节参考电流,则仅对两种彩色在低层次区装置用于参考电流的调节电路和在高层次区装置用于参考电流的调节电路。
在电流驱动的情况下,已流经EL元件的电流与亮度具有线性的关系,也如图83所图示说明的。为了通过R、G和B的混合来调节白色平衡,只要在预定的亮度上,对R、G和B调节参考电流就可以了。换句话说,如果白色平衡是通过在一预定的亮度上,对R、G和B调节参考电流来调节的,则从基本上讲,可在层次的整个范围上获得白色平衡。因此,本发明的特征不仅由单点多角形或多点多角形灰度曲线发生器电路(产生装置)来表示,而且还由包括对R、G和B调节参考电流的调节装置来表出。上面的情况是仅由电流控制的EL显示屏使用的一种电路装置,而不是液晶显示屏电路。
在图79中的灰度曲线,当用于液晶显示屏时产生了一个问题。为获得RGB的白色平衡,灰度曲线必须具有对R、G和B相同的转折点位置(层次R1)。根据本发明的电流驱动可适应这个问题,因为它能在灰度曲线中,在R、G和B之间作出相等的相对位置。并且,在低层次区中的斜率和高层次区中的斜率之间的比必须在R、G和B之间相同。根据本发明的电流驱动可适应这个问题,因为它能在灰度曲线中,在R、G和B之间作出相等的相对位置。
因此,虽然在R、G和B之间的斜率有区别,但根据本发明的电流驱动是根据在加到象素16的电流I和EL元件15的发射亮度之间的如图83所图示说明的线性关系的原理下工作的。这个关系的利用,使在个层次中没有干扰白色平衡的情况,在小规模范围下,实现灰度电路成为可能。
本发明的灰度电路,例如,在低层次区中每层次递增10nA(对应于在低层次区中灰度曲线的斜率)。在高层次区中,它每层次递增50nA(相当于在高层次区中灰度曲线的斜率)。
顺便提一下,在高层次区中每层次的电流增量对在低层次区中每层次电流增量之比被称为灰度电流比。根据本示例,灰度电流比是50nA/10nA=5。对R、G和B应使用相同的灰度电流比。换句话说,流经EL元件15的电流(程控电流)是用对R、G和B保持相同的灰度电流比来控制的。
图80示出灰度曲线的示例。在图80(a)中,在低和高的层次区中,在大的每层次的增量中电流都有增加,在图80(b)中,在低和高低层次区中,以比图80(a)较小的每层次增量电流都有增加。不过在图80(a)和图80(b)这两图中,对R、G和B的灰度电流比是相同的。
如果用这种方式对R、G和B保持相同的灰度电流比对电流调节,要构筑这电路就变得较容易了。然后它对R、G和B中的各彩色只要构建产生待加到低层次部分的参考电流的恒流电路,和产生待加到高层次部分的参考电流的恒流电路,并构建(设置)相对地调节流各经恒流电路的电流调节器就可以了。
图77示出当维持灰度电流比不变而改变输出电流的电路结构,当维持在用于低电流区的参考电流源771L和用于高电流区的参考电流源771H之间的灰度电流比不变时,电流控制电路772改变流经电流源633L和633H的电流。
较佳的是,显示屏的温度是用形成在IC芯片(电路)14中的温度检测电路781来检测的,如图78所图示说明的。这是因为对R、G和B的有机的EL元件随与它们的材料有关的温度特性而变化。这温度检测是采用形成在温度检测电路781中的双极型晶体管来进行的。这是根据双极型晶体管的结随温度改变它们的状态,造成双极型晶体管的输出电流随温度而变的原理。这已检测到的温度被反馈到为各彩色设置(形成)的温度控制电路782,以使电流控制电路772作出对温度的补偿。
顺便提一下,合适的灰度比是在3和10之间(包括这两个值)。更佳的是,灰度比是在4和8之间(包括这两个值)。较佳的是,灰度电流比,尤其是,在5和7之间(包括这两个值)。上面的关系将被称为第一关系。
在低层次部分和高层次部分之间设定一过渡点(在图79中的层次R1)到在层次最大数K的1/32和1/4之间(包括这两个值)是适宜的(例如,如果层次最大数K是对应于6-毕特数据的64层次,则过渡点应设定到在第二层次(=64/32)和第1十六层次(=64/4)之间。更佳的是,在低层次这部分和高层次这两部分之间的过渡点(在图79中的层次R1)被设定到在层次最大数k的1/6和1/4之间(包括这两个值)(例如,如果层次的最大数K是对应于6-毕特数据的64层次,则过渡点应设定到在第四层次(=64/16)和第十六层次(=64/4)之间。甚至更佳的是,它被设定到层次的最大数K的1/10和1/5之间(包括这两个值)(顺便提一下,应把任何小数部分舍去。例如,如果层次的最大数K是对应于6-毕特数据的64层次,则过渡点应被设定到在第六层次(=64/10)和第十二层次(=64/5)之间。上面的关系将被称之为第二关系。
顺便提一下,上面的描述涉及在两个电流区之间的灰度电流比。不过,这第二关系也适用在三个或更多的电流驱之间(即这里有两个或更多的转折点)的灰度电电流比。就是说,这关系可适用于任何三个或更多的斜率中的任何两个。
通过满足第一和第二关系,有可能获得没有阴影清晰度损失的正常图象显示。
图82示出多个根据本发明的电流驱动的源驱动器电路(IC)用于一个显示屏的示例。本发明假设使用多个源驱动器IC14。这源驱动器IC14具有从/主(S/M)端。
当S/M端被设置到高电位时,源驱动器电路14作为主芯片工作,并通过参考电流输出端(未示出)输出参考电流。这电流流到从属IC14(14a和14c)的INL和INH端(在图73和74中)。当S/M端被设置到低电位时,源驱动器电路14作为从属芯片工作,并通过参考电流输入端(未示出)从主芯片接收参考电流。这电流流到在图73和74中的INL和INH端。
在参考电流输入端和参考电流输出端之间,为在两个层次区:低和高中的不同彩色流通不同的参考电流,在RGB三种彩色的场合下,这意味着6(=3×6)种参考电流。顺便提一下,在上面的示例中,虽然对各彩色使用了二种参考电流,但这不是限制性的,而对各彩色可使用三种或更多的参考电流。
根据本发明的电流驱动,可改变转折点(层次R1及其同类的层次),如图81所图示说明的。在图81(a)中,低层次的部分和高层次的部分被层次R1分割,而在图81(b)中,低层次的部分和高层次的部分,被层次R2分割。这样,转折点的位置可从多个位置之间来选定。
具体地说,本发明可获得64层次的显示。可把转折点设置在下列位置中的任一位置:无,第二层次,第四层次,第八层次,和第十六层次。顺便提一下,为何转折点可以是第二,第四,第八,或第十六层次的理由是:全黑显示对应于第0层次。如果全黑显示对应于第一层次,则转折点可以是第三,第五,第九,第十七,或第三十三层次。这样,如果转折点被设置到第n层次(或如果全黑显示对应于第一层次,则为第(n+1)层次),此处n是2的幂,则电路结构的制作就较容易了。
图73是示出用于低电流区的电流源电路部分的方块图。图74是示出用于高电流区电流源部分和微调电容器电流电路部分的方块图。如图73所示,参考电流INL被加到低电流的源电路部分。基本上,这个电流用作单元电流,所需的许多单元晶体管634根据输入数据L0到L4工作。而总电流作为用于低电流部分的程控电流IwL流动。
此外还如图74所示,参考电流INH被加到高电流的源电路部分。基本上,这个电流用作单元电流,所需的许多单元晶体管634根据H0到L5工作,而总电流作为用于低电流部分的程控电流IwH流动。
上述情况适用于微调电容器电流电路部分。如图74所示,把参考电流INH加到其上。基本上,这个电流用作单元电流,所需的许多单元晶体管634根据输入数据AK0到AK2工作,而总电流作为对应于微调电流的电流IwK流动。
流到源信号线18的程控电流Iw由Iw=IwH+IwL+IwK给出。IwH对IwL的比,即,灰度电流比应满足较早描述的第一关系。
如图73和74所图示说明的,开通/断开开关641由转换器732和模拟开关731组成,这模拟开关731又由一只P-沟晶体管和N-沟晶体管构成,这结构可减小开通电阻,并把在单元晶体管634和源信号线18之间的电压降减为最小。不用说,这也适用到本发明的其它示例。
现在,将给出在图73中的低电流电路部分和在图74中的大电流电路部分的描述。根据本发明的源驱动器电路(IC)14由在低电流的电路部分中的5毕特(L0到L4)和在高电流的电路部分中的6毕特(H0到H5)组成。顺便提一下,从外部馈入该电路的数据由6毕特D0到D5组成(对每一彩色64个层次)。这6毕特的数据被转换成5毕特的数据(L0到L4)和在高电流的电路部分中的6毕特的数据(H0到H5),然后,把对应于图象数据的程控电流Iw加到源信号线。即,这6毕特的输入数据被转换成11毕特的数据(=5+6)。这使形成高准确性的灰度曲线成为可能。
如上面所描述的,这6毕特的输入数据被转换成11毕特的数据(=5+6)。根据本发明,在电路的高电流区中毕特计数(H)等于输入数据(D)的毕特计数,而在电路的低电流区中毕特数(L)等于输入数据(D)的毕特数减1。顺便提一下,在电路的低电流区中毕特计数(L)可以是输入数据(D)的毕特数减2。本结构使在EL显示屏上用于图象显示的在低电流区中的灰度曲线和在高电流区中的灰度曲线为最佳。
在下面将参考图84和86来描述用于在低电流区中的电路控制数据(L0到L4)和在高电流区中的电路控制数据(H0到H4)的控制方法。
本发明的特征是由连接到在图73中的L4端单元晶体管634a的工作来表出的。单元晶体管634a是由用作单一单元的电流源的晶体管组成。通过开通和截止这晶体管,可容易地控制程控电流Iw(开通/断开控制)。
图84示出当低电流区和高电流区被第四层次分割时,加到低电流信号线(L)和大电流信号线(H)上的信号。顺便提一下,虽然在图84到86中,示出了第0到第十八层次,实际上有直至第六十三层次的层次。这样,在每张图中省略了高于第十八层次的层次。当在表中的合适值为“1”时,开关641开通以把该合适的单元晶体管634与源信号线18连接,当在表中的合适值为“0”时,开关641断开。
参考图84,在对应于全黑显示的第0层次中,(L0到L4)=(0,0,0,0,0)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。因此,所有的开关641是断开的,而加到源信号线18的程控电流为0。
在第一层次中,(L0到L4)=(1,0,0,0,0)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。因此,在低电流区中的一只单元晶体管634被连接到源信号线18。在高电流区中无单元电流源被连接源信号线18。
在第二层次中,(L0到L4)=(0,1,0,0,0)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。因此,在低电流区中,两只单元晶体管634被连接到源信号线18。在高电流区没有单元电流源被连接到源信号线18。
在第三层次中,(L0到L4)=(1,1,0,0,0)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。因此,在低电流区中,两只开关641La和641Lb开通,和三只单元晶体管634被连接到源信号线18。在高电流区中,无单元电流源被连接到源信号线18。
在第四层次中,(L0到L4)=(1,1,0,0,1)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。因此,在低电流区中,三只开关641La,641Lb,和641Le开通,和四只单元晶体管634被连接到源信号线18。在高电流区中,无单元电流源被连接到源信号线18。
在第五和更高层次中,在低电流区没有变化,即,(Lo到L4)=(1,1,0,0,1),不过,在高电流区中,在第五层次(H0到H5)=(1,0,0,0,0)。因此,在高电流区开关641Ha开通,一只单元电流源641被连接到源信号线18。
在第六层次中,(H0到H5)=(0,1,0,0,0)。因此,在高电流区中,开关641Hb开通,和两只单元电流源641被连接到源信号线18。类似地,在第七层次中,(H0到H5)=(1,1,0,0,0)。因此,在高电流区中,两只开关641Ha和641Hb开通,和三只单元电流源641被连接到源信号线18。在第八层次中(H0到H5)=(0,0,1,0,0)。因此,在高电流区中,开关641Hc开通,和四只单元电流源641被连接到源信号线18,如图84所图示说明的。相继地,开关641依次开通和断开,而程控电流Iw被加到源信号线18。
上面操作的特点在于,在转折点之后,加到高层次的部分的程控电流Iw由用于低层次的部分的电流加上对应于在高层次的部分中各级(层次)的电流。低电流区和高电流区的一变化点,具体来说,在高电流区,对程控电流Iw,添加了低电流IwL。所以,称之为“变化点“可能并不准确。微调电流IwK也被加入。
并且,在低层次区中的控制毕特(L),在一个层次阶跃之后并不改变(准确地说,电流变化的点或位置)。在这时,在图73中的L4端被设定到“1”,开关641e开通,和电流流经单元晶体管643a。
因此,在图84的第四层次中,在低层次的部分中,四只单元晶体管(电流源)634在工作。在第五层次中,在低层次的部分中,四只单元晶体管(电流源)634在工作,和在高层次中,一只晶体管(电流源)634在工作。类似地,在第六层次中,在低层次的部分中,四只单元晶体管(电流源)634在工作,和在高层次的部分,两只晶体管(电流源)634在工作。因此,在对应于转折点第五层次和在后续的层次中,有与层次一样多的电流源634(在本例中为4)在低层次区转折点以下保持着开通,而在高层次区的电流源634对应于这层次依次开通。
可以看到,在图73中的端L4处,单元晶体管634a有效地工作。若没有这晶体管643a,在高层次的部分中,单元晶体管634将在第三层次之后开通。因此,变化点不落在2的幂上,诸如4,8或16。只当一个信号进入“1”时,2的幂才形成。
这使得易于判断一按2加权的信号线是否被设置到“1”。因此,可减少为这判断所需的硬件规模。换句话说,IC芯片逻辑电路可被简化,使得用小面积芯片(导致低的成本)来设计IC成为可能。
图85是图示说明当低电流区和高电流区被第八层次分割时,加到低电流信号(L)和大电流信号线(H)的信号的解释性图解。
参考图85,在对应于全黑显示的第0层次中,(L0到L4)=(0,0,0,0,0)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。如在图84中的情况。因此,所有的开关641都是断开的,和加到源信号线18的程控电流Iw为0。
类似地,在第一层次中,(L0到L4)=(1,0,0,0,0)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。因此,在低电流区中,一只单元晶体管634被连接到源信号线18。在高电流区中,无单元电流源被连接到源信号线18。
在第二层次中,(L0到L4)=(0,1,0,0,0)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。因此,在低电流区中,两只单元晶体管634被连接到源信号线18。在高电流区中,无电流源被连接到源信号线18。
在第三层次中,(L0到L4)=(1,1,0,0,0)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。因此,在低电流区中,两只开关641 La和641Lb开通,和三只单元晶体管634被连接到源信号线18。在高电流区中,无单元电流源被连接到源信号线18。
类似地,在第四层次中,(L0到L4)=(0,0,1,0,0,)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。在第五层次中,(L0到L4)=(1,0,1,0,0)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。在第六层次中,(L0到L4)=(0,1,1,0,0,)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。在第七层次中,(L0到L4)=(1,1,1,0,0,)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。
第八层次对应于变化点(转折点位置)。在第八层次中,(L0到L4)=(1,1,1,0,1)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。因此,在低电流区中,四只开关641La,641Lb,641Lc和641Le开通,和八只单元晶体管634被连接到源信号线18。在高电流区中,无电流源被连接到源信号线18。
在第八和较高的层次中,在低电流区中无变化。即,(L0到L4)=(1,1,1,0,1)。不过,在高电流区中,在第九层次中(H0到H5)=(1,0,0,0,0)。因此,在高电流区中,开关641Ha开通和一只电流源641被连接到源信号线18。
类似地,在高电流区中,随着层次阶跃的增加,单元晶体管634的数目逐个地增加。具体地说,在第十层次在(H0到H5)=(0,1,0,0,0)。在高电流区中,开关641Hb开通和两只单元电流源641被连接到源信号线18。类似地,在第十一层次中,(H0到H5)=(1,1,0,0,0)。在高电流区中,两只开关641Ha和641Hb开通和三只单元电流641被连接到源信号线18。在第12层次中,(H0到H5)=(0,0,1,0,0)。在高电流区中,开关641Hc开通和四只单元电流源641被连接到源信号线18。接着,开关641依次地开通和断开和程控电流Iw被加到源信号线18,如图84所图示说明的。
图86是图示说明当低电流区和高电流区由第16层次分割时,加到低电流信号线(L)和大电流信号线(H)的信号的解释性图解。基本操作与在图84和85中的那些是相同的。
具体地说,参考图86,在对应全黑显示的第0层次中,(L0到L4)=(0,0,0,0,0)和(H0到H5)=(0,0,0,0,0),象在图85中的情况一样。因此,所有的开关641都断开和加到源信号线18的程控电流Iw为0。类似地,从第一到第16层次,在高电流区中(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。因此,在低电流区中,一只单元晶体管634被连接到源信号线18。在高电流区中,无单元电流源被连接到源信号线18。即,只有L0到L4在低电流区中变化。
具体地说,在第一层次中,(L0到L4)=(1,0,0,0,0),在第二层次中,(L0到L4)=(0,1,0,0,0),在第三层次中,(1,1,0,0,0),和在第四层次中,(L0到L4)=(0,0,1,0,0)。这样继续到第16层次。具体地说,在第15层次中,(L0到L4)=(1,1,1,1,0)和在第16层次中,(L0到L4)=(1,1,1,1,1)。在第16层次中,只有代表诸层次开通的D0到D5中的第五毕特(D4),因此,可从数据信号线(D4)确定,数据D0到D5代表第16层次。这降低了用于逻辑电路的硬件规模。
第16层次对应于一变化点(转折点位置)。宁可,应说成是第17层次对应于一变化点。在第16层次(L0到L4)=(1,1,1,1,1),和(H0到H5)=(0,0,0,0,0)。因此,在低电流区中,四只开关641La,641Lb,641Lc,641d,和641Le开通和16只单元晶体管634被连接到源信号线18。在高电流区中,无单元电流源被连接到源信号线18。
在第16和较高层次中,在低电流区中无变化,即(L0到L4)=(1,1,1,0,1)。不过,在高电流区中,在第17层次中,(H0到H5)=(1,0,0,0,0)。因此,在高电流区中,开关641Ha开通和一只单元晶体管641被连接到源信号线18。
类似地,在高电流区中,随着层次阶跃的增加,单元晶体管634的数目逐个地增加。具体地说,在第18层次中,(H0到H5)=(0,1,0,0,0)。在高电流区中,开关641Hb开通和两只单元电流源641被连接到源信号线18。类似地,在第19层次中,(H0到H5)=(1,1,0,0,0)。在高电流区中,两只开关641Ha和641Hb开通和三只单元电流源641被连接到源信号线18。在第20层次中,(H0到H5)=(0,0,1,0,0)。因此,在高电流区中,开关641Hc开通和四只单元电流源641被连接到源信号线18。
上面的方法导致极为容易的逻辑处理,诸如开通(或在另一种结构中的断开)电流源(单一单元的晶体管)634,在数目上等于2的幂或把它们在变化点(转折点位置)连接到源信号线18。
例如,如果转折点位置对应于第四层次(4是2的幂),如图84所图示说明的,在这位置处,四只电流源(单一单元)634开通。然后,在高电流区中,电流源(单一单元)634在后继的层次中被添加。
另一方面,如果转折点位置对应于第8层次(8是2的幂),如图85所图示说明的,在这位置处,8只电流源(单一单元)634开通。然后,在高电流区中,电流源(单一单元)634在后继的层次中被加入。本发明使得用小的硬件结构不仅实现用于64-层次显示的灰度控制电路,而且还实现用于任何层次显示的灰度控制电路(包括具有4,096种彩色的16层次显示和具16,700,000种彩色的256层次显示)成为可能。
顺便提一下,虽然在参考图84,85和86描述的示例中,已叙述过,变化点被设置到第n层次,此处n是2的幂,但只是在全黑色显示对应于第0层次时才是对的。如果全黑色显示对应于第一层次,则是n+1。
在本发明中重要的是提供多个电流区(低电流区,高电流区等)且能在电流区之间采用少数的信号输入来判断(处理)变化点。例如,本发明背后的技术概念是如果采用2的幂,只需检测一条信号线,从而把硬件规模大为降低。并且,添加一电流源634a就可减少为了那情况所需的处理。
在负逻辑的情况下,可把变化点设置到1,3,7,15或其类同的数,而不是2,4,8或其类同的数。并且,虽然已叙述过,第0层次对应于全黑显示,但这不是限制性的。例如,在64层次的显示情况下,可把第63层次指定为全黑显示,而可把第0层次指定为最大白色显示。如果是那样,考虑相反的方向可处理这变化点。因此,可不根据2的幂来处理。
变化点(转折点位置)并不限于单一的灰度曲线。根据本发明的电路可允许有两个或更多的转折点位置存在。例如,可把转折点位置设置到第四和第16层次。或者,可把转折点位置设到诸如第四,第16,和第32层次的多于2的位置上。
在上面的示例中,把转折点设置在第n层次,此处n是2的幂,但这不是限制性的。例如,可把转折点设置到由和8之和所给定的层次上,这两个数都是2的幂(2+8=10,即需要两根信号线用来作判断)。或者,可把转折点设置到由2,8,和16之和所给定的层次上,这三个数都是2的幂(2+8+16=28;即需要三根信号线用来作判断)。如果是那样,所需用于判断即处理的硬件规模或多或少有所增加,但,就线路结构而言,并不难解决。并且,不用说,上面的内容包括在本发明的技术范围之内。
如图87所示,根据本发明的源驱动器电路(IC)14由3个电流输出电路704构成。它们是在高电流区工作的高电流区的电流输出电路704a,在低和高电流区工作的低电流区的电流输出电路704b,以及输出微调电流的低电流区电流输出电路704b。
高电流区的电流输出电路704a和微调电流的电流输出电路704c与参考电流源771a一起工作,它输出大电流作为参考电流。而低电流区的电流输出电路704b与参考电流源771b一起工作,它输出低电流作为参考电流。
如在较早也描述过的,电流输出电路的数目,并不限于三个,高电流区的电流输出电路704a,低电流区的电流输出电路704b,和微调电流的电流输出包括704c。源驱动器电路(IC14可由两个电流输出电路704-高电流区的电流输出电路704a和低电流区的电流输出电路704b-或三个或更多的电流输出电路704构成。并且,可为有关的电路输出电路704设置即形成参考电流源771,或为所有的电流输出电路704装置一个共用的参考电流源771。
电流输出电路704受层次数据控制,且单元晶体管634在它们中通过从源信号线18引出的电流而工作。所述的情况和单元晶体管634与横向扫描周期(1H)信号同步工作。即,根据合适的层次数据,电流被馈送1H的时段(如果单元晶体管是N-沟晶体管)。
另一方面,栅极驱动器电路12基本上一对一与1-H信号同步地选定栅信号线17a。即,与1-H信号同步,栅信号线17a(1)在第一横向扫描周期中被选定,栅信号线17a(2)在第二横向扫描周期中被选定,栅信号线17a(3)在第三横向扫描周期中被选定,而栅信号线17a(4)在第四横向扫描周期中被选定。
不过,当第一栅信号线17a被选定时的时刻和当第二栅信号线17a被选定时的时刻之间,有一段无栅信号线17a被选定的时段(非选定时段,参见图88中的t1)。第一栅信号线17a的上升时段和下降时段对非选定时段是必须的,以便为选择晶体管11d保证开通/截止的控制时段。
如果开通电压被加到栅信号线17a中的任何一根,且象素16的晶体管11b和选择晶体管11c是开通的,则程控电流Iw从Vdd电源(阳极电压)通过驱动器晶体管11a流到源信号线18。程控电流Iw流经单元晶体管634(历经在图88中的时段t2)。顺便提一下,寄生电容C在源信号线18中出现(这寄生电容由源信号线和栅信号线的结合处的电容所造成的)。
不过,当没有栅信号线17a被选定时(非选定时段;在图88中的t1),在晶体管11a上就没有电流通路。由于单元晶体管634通过电流,来自源信号线18上的寄生电容的电荷被吸收。这降低了源信号线18的电位(在图88中的部分A)。当源信号线18的电位降低时,它需要时间为下一个图象数据写入电流。
为解决这个问题,在源端761的一输出端处形成开关641a,如图89中所图示说明的。并且,在微调电流的电流输出电路704c的输出级中,形成即设置开关641b。
在非选定的时段t1期间,控制信号被加到控制端S1,开关641a被断开。在选定时段t2期间,开关641a被开通(通导)。当开关641a开通时,程控电流Iw=IwH+IwL+IwK流动。当开关641a断开时,电路Iw不流动。因此,如图90所图示说明的,这电位降落到由图88中A所指出的电平(无变化)。顺便提一下,在开关641中模拟开关731的沟道宽度W应在10μm和100μm之间(包括这两个尺寸)。模拟开关的沟道宽度W必须是10μm或较大以减少开通电阻值。不过,它必须不大于100μm,因为W太大会增加寄生电容。更佳的是,沟道宽度在15和60μm之间(包括这两个尺寸)。
只当低层次显示时,开关641b才进行控制。当低层次显示时(黑色显示),象素16的晶体管11a的栅极电位必须接近Vdd(因此,当黑色显示时,源信号线18的电位必须接近Vdd)。并且,在黑色显示期间,程控电流是小的,且一旦电位落到如图88中所指示时,它为电位回到正常需要时间。
因此,在低层次显示期间,必须避免非选定时段t1。相反,在高层次显示期间,由于程控电流Iw是大的,非选定时段t1常常不会带来问题。因此,根据本发明,当图象为高层次显示被写入时,即使在非选定时段期间,开关641a和开关641b都被保持开通。并且,必须把微调电流IwK断路以获得最大限度的黑色显示。当图象为低层次显示被写入时,即使在非选定时段期间,开关641a被保持开通,而开关641b被保持断开。开关641b通过端S2被控制。
顺便提一下,在非选定时段t1期间,对低层次显示和高层次显示这两者也都可能保持开关641a断开(非通导),而保持开关641b开通(通导)。当然,在非选定时段t1期间,对低层次显示和高层次显示这两者,都可保持开关641a和641b断开(非通导)。在这两种情况中,不论发生哪一种,可通过控制所述控制端S1和S2来控制开关641。顺便提一下,通过指令控制来控制所述控制端S1和S2。
例如,控制端S2以与非选定时段t1重叠的方式设置一t3时段到逻辑0。这种控制消除了在图88中A所指的情况。当层次表示黑色显示深于某一程度时,控置端S1被设置到逻辑0。然后微调电流IwK被停止以建立更浓的黑色显示。
在典型的驱动器IC中,在靠近输出处形成诸保护二极管1671(参见图167)。形成保护二极管1671来防止IC14免遭外来的静电破坏。通常,在输出接线643和电源Vcc之间或在输出接线643和地之间形成这些保护二极管1671。
保护二极管1671对防止免受静电损伤是有效的。不过,静电在等效电路中被视为一电容器(寄生电容)。在电流驱动中,在输出端643处有寄生电容出现造成电流写入困难。
本发明提供一种解决这问题的方法。制造带有在输出级形成的保护二极管1671的源驱动器IC14。把已制造好的源驱动器IC14安装即设置在阵列板71上,而把输出端761连接到源信号线18。在把输出端761连接到源信号线18之后,用激光1502在点a和b处切割输出接线643,如图169(a)所图示说明的,以切断保护二极管1671。并且,如图169(b)所图示说明的,激光1502对准点c和d来切割这接线。因此,保护二极管1671变成被隔离。
这样,从输出接线643切断保护二极管1671即隔离二极管1671,有可能防止保护二极管1671产生寄生电容。并且,由于在安装IC14之后,从输出接线643切断即隔离保护二极管1671,所以没有静电损伤的问题。
顺便提一下,激光1502对准阵列板71的背部表面,如图168中所图示说明的。由玻璃制成的阵列板71具有光透明性。因此,激光1502可通过阵列板71。
在上面的示例中已假设过,在显示屏上装有一源驱动器电路IC14。不过,本发明并不限于这个配置。可在显示屏上装有多个源驱动器IC14。图93示出在显示屏上装有三个源驱动器IC14的示例。
也如参考图82所描述的,根据本发明的源驱动器IC14支持两个或更多电流驱动的源驱动器电路(IC)14的采用。因此,源驱动器IC14具有从属/主(S/M)的端点。当把S/M端设置到高电位时,源驱动器电路14作为主芯片工作,并通过参考电流输出端(未示出)输出参考电流。当然,S/M端的逻辑可被反过来。
从属/主切换可通过给到源驱动器IC14的指令被执行。参考电流通过级联电流连接线931传输。当S/M端被设置到低电位时,IC14作为从属芯片工作,且从主芯片通过参考电流输入端(未示出)接收参考电流。这电流流到在图73和74中的INL和INH端。
作为一示例,参考电流由恰好在IC芯片14中央的电流输出电路704所产生。在参考电流被施加之前,用外电阻器或内阶梯电流的电子调节器来调节用于主芯片的参考电流。
控制电路(指令译码器)及其类同的电路也被形成于IC芯片14的中央。为何把参考电流源形成于该芯片中央的理由是,把到参考电流发生器电路和程控电流输出端761的距离减为最小。
在图93的结构中,参考电流从主芯片14b传输到两块从属芯片(14a和14c)。在一接到这参考电流之后,从属芯片就根据接收到的参考电流产生第一代,第二代,和第三代电流。顺便提一下,主芯片14b在电路反映电路之间作为基于电流的传递把电流传递到从属芯片(参见图67)。基于电流的传递的使用,不仅消除了屏幕上的接合线,而且还消除了在芯片之间参考电流中的偏离。
图94概念地用图示说明了端点的位置,参考电流就在这些端点之间被传递。在IC芯片的中央,把参考电流信号线932连接到信号输出端941i。加到参考电流信号线932的电流(或电压;参见图76)对EL材料温度特性已被补偿。并且,对EL材料的老化已被补偿。
根据加到参考电流信号线932上的电流(电压),电流源(631,632,633和634)在芯片14中被驱动。在这里产生的参考电流通过电流反映电路作为用于从属芯片的参考电流被输出。用于从属芯片的参考电流从端941o被输出。在电流输出电路704的各侧至少设置(形成)一个端941o。在图94中,在各侧设置(形成)了两个端941o。参考电流通过级联信号线931a1,931a2,931b1,和931b2被传输到从属芯片14a。顺便提一下,也有可能采用把加到从属芯片14a的参考电流反馈到主芯片14b来校正偏差。在模件化有机的EL显示屏中遭遇到的问题包括阳极接线951和阴极接线的电阻值。在有机EL显示屏中,虽然EL元件15需要相对低的驱动电压,但流过EL元件15的电流很大。所以需要增加对EL元件15供应电流的阳极接线和阴极接线的尺寸。例如,即使在2英寸级的EL显示屏中,如果采用聚合的EL材料,则有200mA或更大的电流必须流经阳极接线951。为减少在阳极接线951中的电压降,阳极接线951的电阻值必须降到1Ω或以下。不过,采用阵列板71,在其上的接线已用薄膜气相沉积形成,故难以减少其电阻值。所以必须增加图形的宽度。不过,要以最小的电压降传输200mA的电流,这接线必须至少是2mm宽。
图105示出常规EL显示屏的结构。内置式栅极驱动器电路12a和12b被形成(被设置)在显示屏幕50的两侧。源驱动器电路14p(内置式源驱动器电路)通过与象素16晶体管一样的工艺被形成。
阳极接线951被设置在屏的右侧。把Vdd电压加到阳极接线951。例如,阳极接线951的宽度为2mm或更大。沿着屏幕底延伸的阳极接线951分支到屏幕的顶。分支数等于象素列的数目。例如,QCIF屏具有528(=176×RGB)个象素列。另一方面,源信号线18由内置式源驱动器电路14p引出。源信号线18从屏幕的顶延续到底。内置式栅极驱动器电路12的电源接线1051也被设置在屏幕的左、右两侧。
因此,不能减少显示屏右侧上的屏宽。当今,对用于手机及其类同物的显示屏的屏宽是重要的。要提供屏幕左、右的相等屏宽也是重要的。不过,采用图105中的结构难以减小屏宽。
为解决这个问题,在根据本发明的显示屏中,把阳极接线951设置(形成)在源驱动器IC14后面的阵列面上,如图106所示。源驱动器电路(IC)14由半导体芯片制成,屏采用COG(芯片在玻璃上)的技术被安装在阵列板71上。可把阳极接线951设置(形成)在源驱动器IC14上,因为在芯片14的下面是垂直于该板的10μm到30μm的空隙。
如图105所示,如果把源驱动器电路14P直接形成于阵列板71上,由于掩模数,生产率和噪声诸问题,所以难于在源驱动器电路14P的上面或下面形成阳极线951(基本阳极线,阳极电压线,和主干阳极线)。
并且,如图106中所图示说明的,形成公用的阳极线962,而基本阳极线951和公用阳极线962通过连结阳极线961短路,其中的一点是把连接阳极线961形成于IC芯片的中央。连接阳极线961消除了在基本阳极线951和公用阳极线962之间的电位差。另一点是从公用阳极线962分支出阳极线952。这个结构消除了阳极接线951的通路选定,诸如在图105中的一种,因此,可获得屏宽的减少。
如果公用阳极线962长为20mm,如果接线宽为150μm,且如果接线的薄层电阻为0.05Ω/□,则电阻值由20000(μm)/150(μm)×0.05Ω=约7Ω。如果公用阳极线962的两端通过连接阳极线961c被连接到基本阳极线951,则公用阳极线962从两边都被供电,因此,表观电阻值是3.5Ω(=7Ω/2)。如果这个值被转换成集中的分布系数,则公共阳极线962的表观电阻值被进一步减半并变成2Ω或更少。即使阳极电流为100mA,在公用阳极线962上的电压降是0.2v或更少。而且,如果公用阳极线962和基本阳极线951通过在中央的连接阳极线961b被短路,则几乎没有压降。
本发明的特征由在IC14下面形成基本阳极线951,形成公用阳极线962,把公用阳极线962电连接到基本阳极线951(连接阳极线961),以及从公用阳极线962分支出阳极线952来表现出。
顺便提一下,根据本发明的象素结构是通过取在图1的象素结构作为示例来描述的。所以阴极电极是作为固体电极(为各象素16所共有的电极)来描述的,而阳极则作为用布线来描述的。不过,根据驱动器晶体管11a(N-沟或P-沟)的结构或根据象素结构,有必要采用固体电极作为阳极而敷设金属线作为阴极。所以,本发明并不限于敷设阳极金属线。本发明涉及需要布线的阳极或阴极。因此,如果阴极需要作为电线来敷设,则在本文中对阳极的描述可适用到阴极。
为减少阳极导线(基本阳极线951,公用阳极线962,连接阳极线961,阳极导线952)的电阻值,可在敷设薄膜接线之后,或做成图形之前,采用化学镀,电解镀,或其它技术用层叠导电材料来形成厚膜。采用厚膜增加了接线的横截面积从而降低了电阻值。上面的项目类似地适用于阴极。它们也适用于栅信号线17和源信号线18。
公用阳极线962的设置和使用是有效的,这阳极线是通过连接阳极线961从两边被供电的,而且在中央形成连接阳极线961b(961c)又加强了这个作用。并且,基本阳极线951,公共阳极线962,和连接阳极线961形成回路,它能减弱在IC14中产生的电场。
较佳的是,公用阳极线962和基本阳极线951是由相同的金属材料制成。而连接阴极限961也是由相同的金属材料制成的。并且,这些阳极线采用一种金属材料或形成阵列的结构来实现,并具有低的电阻值。通常,采用相同的金属材料和结构(SD薄层)作为源信号线18来实现它们。相同的材料不能用于公用阳极线962和源信号线18相交的地点上。因此,另一种金属材料(与作为栅信号线17相同的材料和结构;GE薄层)被用于这交叉点,这些交叉点然后用绝缘薄膜来电绝缘它们。当然,可通过层叠由源信号线18相同材料制成的薄膜和与栅信号线17相同材料制成的薄膜来构筑阳极线。
顺便提一下,虽然已叙述过,把诸如阳极接线(阴极接线)的接线敷设在源驱动器IC14的背面上以把电流提供到EL元件15,但这不是限制性的。例如,可用一块IC芯片来构筑栅极驱动器电路12,并把这块IC用COG安装。然后,把阳极接线和阴极接线敷设形成在栅极驱动器IC12的背面上。
因此,本发明涉及用半导体芯片制作驱动器IC,把这块IC直接装在诸如阵列板71的基底上,并在这块IC芯片背面的空隙中形成(制造)用于EL显示装置或其类同装置的电源或诸如阳极接线和阴极接线的接地图形。
上面各项将参考其它的附图作更详细的描述。图95是图示说明根据本发明显示屏的一部分的解释性图解。在图95中,虚线指出将设置IC芯片14的位置。即把基本阳极线(阳极电压线,即,在分支前的阳极接线)形成(设置)在IC芯片14的背面和阵列板71的前面上。在本发明的这个示例中,虽然叙述过,阳极接线951在分支前被形成在IC芯片(12和14)的背面上,但这仅是为了易于解释。例如,阴极接线或阴极薄膜可在分路前形成(设置),而不是阳极布线951在分路前形成。另外,也可设置或形成栅极驱动器电路12的电源接线1051。
IC芯片14具有它的通过COG技术与形成在阵列板71上的连接端953连接的电流输出(电流输入)端741。把连接端953形成在各源信号线18的一端上。这连接端953以相互交替的953a和953b的交错排列的方式来安排的。连接端953形成于源信号线的一端上,把用于检测的端电极则形成于另一端上。
虽然已叙述过,根据本发明的IC芯片是一种电流驱动的驱动器IC(通过这驱动器用电流来程控象素),但这不是限制性的。例如,本发明也适用于装配着电压驱动的驱动器IC的EL显示屏(装置),通过这驱动器用电压来程控象素,如图43,53等所示。
阳极接线952(在分路后的阳极接线)被设置在连接端953a和953b之间。即,从厚的、低电阻值的基本阳极线951分路出来的阳极接线952被形成在诸连接端953之间并沿各象素16列敷设。因此,阳极接线952和源信号线18被平行地形成(被设置)。这个结构(形成)使在没有选定基本阳极线951到屏幕侧的通路的情况下,把电压Vdd加到各象素成为可能,如图105所示。
图96进一步更具体的图示说明了这件事。图96与图95不同之处在于:替代被设置在诸连接端953之间,阳极导线从单独形成的公用阳极线962分支出来。这公用阳极线962通过连接阳极线961连接到基本阳极线951。
图96图示说明在透过IC芯片14看到的IC芯片14的背面。IC芯片14包含输出程控电流Iw到输出端761的电流输出电路704。基本上,输出端761和电流输出电路704有序地排列。在IC芯片14的中央,有一产生用于第一代电流源的基本电流的电路和一控制电路。因此,在IC芯片14的中央,没有形成输出端761。这是因为在IC芯片1 4中央没有形成电流输出电路704。
根据本发明,在图96的高电流区电流输出电路704a的部分,任何输出端761不装备这IC芯片,因为没有输出电路。顺便提一下,经常是这种情况,虽然形成了控制电路,但是在诸如源驱动器的IC芯片中央没有形成输出电路。有鉴于这些,本发明在IC芯片14的中央,不形成(设置)任何输出端761。当然,它不是当在IC芯片14的中央形成(设置)输出端761时的情况。
根据本发明,把连接阳极线961形成于IC芯片14的中央。不过,不用说,连接阳极线961被形成在阵列板71的表面上。连接阳极线961的宽度在50和1000μm之间(包括这两个尺寸)。并且,相对于这长度的电阻值(最大电阻值)应为100Ω或更小。
基本阳极线951和公用阳极线962应通过连接阳极线961短路,以把由流经公用阳极线962的电流所造成的电压降减至最小。即,作为本发明的一个部件的连接阳极线961,利用了在IC芯片的中央不存在输出电路之便,通过除去作为无效基座在IC芯片中央常规地形成的输出端761,本发明防止了一些电效应,如果这无效基座接触连接阳极线961将会发生这些电效应。
不过,如果这无效基座与IC芯片中的基本基底(芯片的接地)或其它结构是电绝缘的,那么,即使这无效基座接触连接阳极线961,也根本不会有问题。因此,不用说,这无效基座也可在IC芯片的中央形成。
更准确的说,把连接阳极线961和公用阳极线962形成(设置)如图99所示,首先,连接阳极线961具有厚的部分(961a)和薄的部分(961b)。这厚的部分(961a)是想要减少电阻值的。这薄的部分(961b)是用来在诸输出端963之间形成连接阳极线961b,并把它连接到公用阳极线962。
基本阳极线951和公用阳极线962不仅通过中央的连接阳极线961b,而且还通过右面和左面的连接阳极线961c被短路。即,公用阳极线962和基本阳极线951通过三根连接阳极线961被短路。采用这个结构,即使大的电流流经公用阳极线962,这公用阳极线962也不易受到电压降。这是因为IC芯片14通常在宽度方面是2mm或更大,使得要增加在IC芯片14下面形成的基本阳极线951的宽度(降低阻抗)成为可能。因此,在一些位置上,低阻抗的基本阳极线951和公用阳极线962被连接阳极线961短路,减少了公用阳极线962上的电压降。
在公用阳极线962上的电压降可用此法来降低,因为可把基本阳极线951c设置(形成)在IC芯片14的下面,所以可把连接阳极线961c设置(形成)在IC芯片14的左面和右面,而可把连接阳极线961b设置(形成)在IC芯片14的中央。
并且,在图99中,基本阳极线951和阴极电源线(基本阴极线)991用一层设置在它们之间的绝缘膜层压。这层压片构成一个电容器,这个结构被称为阳极电容器结构,这电容器起着电源通路电容器的作用,因此,可吸收在基本阳极线951中剧烈的电流变化。如果EL显示装置的显示面积是Smm2,电容器的电容是C(pf),较佳的是,电容器的电容满足M/200≤C≤M/10或更少。更佳的是,它满足M/200≤C≤N/20或更少。小的C使得难以吸收电流变化,但是C太大,使得电容器的形成面积太大,这时不实际的。
顺便提一下,已经叙述过,在图99及其类同的图示例中,把基本阳极线951设置在IC芯片14的下面,不用说,这也适用于阴极线。此外,在图99中,基本阳极线951可用基本阴极线991来代替。本发明的一个技术概念在于从半导体芯片来构筑驱动器,把这半导体芯片安装在阵列板71或柔性板上,并在该半导体芯片的背面设置(形成)接线以对EL元件15供电或接地电位(电流),等。
因此,这半导体芯片不仅可以是源驱动器IC14,而且还可以是栅驱动器电路12或电源IC。并且,本发明的技术概念包括在柔性板上安装半导体芯片,并在半导体芯片背面和在柔性板上空隙中,敷设(形成)用于EL元件15或其类同元件的电源或接地图形。当然,源驱动器IC14和栅驱动器IC12都可由半导体芯片构成,并通过COG安装在阵列板71上。然后,可把电源或接地图形形成在这芯片的背面上。并且,虽然已叙述过,电源或接地图形旨在供EL元件15之用,但这不是限制性的,而电源也可意在供源驱动器电路4或栅驱动器电路12之用。另外,本发明的技术概念不仅适用于EL显示装置,而且也适用于液晶显示装置。它也适用于FDP,PDP和其它显示屏。上面各项对本发明的其它示例也是正确的。
图97示出本发明的另一示例。图97与图95、96,和99的主要区别在于:在图97中,从基本阳极线951分路出许多薄的连接阳极线961d,而在图95中却与公用阳极线962短路,阳极线952被设置在诸连接端953之间。并且,薄连接阳极线961d和与连接端953连接的源信号线18与设置在它们之间的绝缘薄膜102层压。
阳极线961d在接触孔971d中与基本阳极线951连接,而阳极线导线952在接触孔971b中与公用阳极线962连接。在其它方面(连接阳极线961a,961b,961c和阳极电容器,等),图97类似于图96和99,因此省略对其作描述。
图98示出取自沿图99中的直线a-a’的剖面图。在图98(a)中,源信号线18和大致相同宽度的连接阳极线961d与设置在它们之间的绝缘薄膜102a层压。较佳的是,绝缘薄膜102a的厚度是在500和300埃()之间(包括这两个厚度)。更佳的是在800和2000()之间(包括这两个厚度)。因为小的薄膜厚度将增加在连接阳极线961d和源信号线18中的寄生电容,并往往造成在连接阳极线961d和源信号线18之间的短路,所以不是理想的。另一方面,厚的薄膜厚度将使绝缘薄膜的形成更花费时间,导致长的制造时间和高的成本,并且,在上侧做接线变得有困难。
用于绝缘薄膜102的可能材料包括,例如,不仅有无机材料,诸如SiO2和SiNx,而且还有有机材料,诸如聚乙烯醇(PVA)树脂,环氧树脂,聚丙烯树脂,酚醛树脂,丙烯酸树脂,聚酰亚胺树脂。不用说,Al23,Ta2O3及其类同的材料也包括在可能的材料中。并且,如图98(a)所图示说明的,把绝缘薄膜102b形成于最外层中,以保护接线961及其类同的接连免受腐蚀和机械损伤。
在图98(b)中,把比源信号线18薄的连接阳极线961d设置在这源信号线18的顶上,在它们之间设置了一层绝缘薄膜102a。这个结构防止了在源信号线18中的台阶以免造成在源信号线18和连接阳极线961d之间的短路。在示于图98(b)的结构中,较佳的是连接阳极线961d的宽度要比源信号线18的宽度窄0.5μm或更多。更佳的是,连接阳极线961d比源信号线18要窄0.8μm或更多。
虽然参考图98(b)已叙述过,把比源信号线18窄的连接阳极线961d设置在这源信号线18的顶上,在它们之间设置了一层绝缘薄膜102a,但是也可能把比连接阳极线961d窄的源信号线18设置在连接阳极线961d的顶上,在它们之间设置一层绝缘薄膜102a,如图98(c)所图示说明的。其它各项与其它示例中的相同,因此省略对其作描述。
图100示出IC芯片14的剖面图。基本上,这结构是根据图99中的结构,但它们可类似或模拟地适用于图96、97等。
图100(b)示出取自沿图99中直线A-A’的剖面图。正如可从图100(b)看到的,在IC芯片14的中央没有形成(设置)输出基座761。这输出基座与显示屏的源信号线18连接。通过电镀技术或球焊技术把一隆起物形成于输出基座761上。该隆起物应是10到40μm高(包括这两个高度)。当然,很明显,该隆起物可用镀金技术(电镀或化学镀)形成。
隆起物与源信号线18通过导电结合层(未示出)电连接,该导电结合层由用银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、碳(C)、二氧化锡(SnO2)及其类同的材料的片状粉末混合的环氧树脂或酚醛基的树脂制成,或由紫外固化树脂制成。导电结合层(粘结树脂)1001是通过转移或其它技术被形成在隆起物上的。并且,该隆起物和源信号线18是用ACF树脂1001通过热压来结合的。
顺便提一下,用于把隆起物即输出基座761与源信号线18连接的技术并不限于在上面描述过的那些技术。另外,薄膜载体技术(film carriertechnique)可被用来替代在阵列板上安装IC14。并且,聚酰亚胺薄膜或其类同的薄膜可用于与源信号线18的连接。图100(a)示出源信号线18和共用阳极线962交叠的一部分剖面图(参看图98)。
阳极线952从共用阳极线962分路出来。在QCIF屏中有528=(176×RGB)根阳极导线952。通过阳极导线952来提供在图1中及其类同图中所图示说明的电压Vdd(阳极电压)。如果EL元件15由低分子的重材料制成的,则一股直至200μA的电流流经一根阳极导线952,所以,约100mA的电流(200μA×528)流经共用阳极线962。
因此,为在共用阳极线962上维持压降为0.2V或更低,则流过电流的通路电阻最大值必须维持在2Ω或以下(假设100mA的电流流过)。根据本发明,由于连接阳极线961被形成在三个位置上,如图99所示,所以在集中分布线路的设计中,可容易地把共同阳极线962的电阻值减为最小。如果形成许多连接阳极线961d,如图97所示,则在共用阳极线962上的压降几乎可被消除。
一个问题是在共用阳极线962和源信号线18交叠部分中的寄生电容效应(被称为共用阳极寄生电容)效应。基本上,在电流驱动中,在源信号线18中寄生电容的存在,使得难以写入黑色显示电流到源信号线18。因此,必须把寄生电容减为最小。
这共用阳极寄生电容必须不大于由在显示面积中一个源信号线18所产生的寄生电容(被称为显示寄生电容)的1/10。例如,如果显示寄生电容是10(pF),则阳极寄生电容必须是1(pF)或更小。更佳的是,阳极寄生电容不大于显示寄生电容的1/20。如果显示寄生电容是10(pF),则阳极寄生电容必须是0.5(pF)或更小,共用阳极线962的线宽(在图103中是M)和绝缘薄膜102的膜厚(参见图101)是考虑这点来确定的。
基本阳极线951被形成(被设置)在IC芯片14的下面。不用说,它的线宽应尽可能的粗以减小电阻。另外,较佳的是,基本阳极线951要装备屏蔽光线功能。
图102示出一解释性图解。不用说,如果基本阳极线951是用金属材料形成到所需薄膜的厚度,它将有屏蔽光的功能。如果基本阳极线951不能制作到足够厚或是用诸如ITO的透明材料制成,则在IC芯片14的下面和在基本阳极线951的上面叠置一层或多层光吸收薄膜或光反射薄膜(基本上,在阵列板71的表面上)。在图102中的光屏蔽薄膜(基本阳极线951)并不需要完美地屏蔽光。它可能会有开口。并且,它可以有衍射效应或散射效应。此外,还可把由多层光干涉薄膜构成的光屏蔽薄膜通过层叠形成即设置在基本阳极线951上。
当然,也可在阵列板71和IC芯片14之间的空隙中设置,插入或形成由金属箔、板、片材制成的反射器板(片)或光吸收板(片)。不用说,也可设置,插入或形成用有机或无机材料而不是金属箔制成的反射器板(片)或光吸收板(片)。或者可在阵列板71和IC芯片14之间的空隙中插入或形成在凝胶体或液体状态中的光吸收材料或光反射材料。较佳的是,在凝胶体或液体状态中的光吸收材料或光反射材料通过加热或暴露于光而固化,顺便提一下,为易于解释,假设基本阳极线951是由屏蔽光的薄膜(反射光的薄膜)制成的。
如图102中所示,把基本阳极线951形成在阵列板71的表面上(并不限于这表面)。如果光不到达IC芯片14的后表面,则可满足光屏蔽薄膜或光反射薄膜的想法。因此,不用说,可把基本阳极线951及其类同的线形成在阵列板71的内表面或内层。或者,可把基本阳极线951(一种起反射薄膜或屏蔽光的薄膜功能的布置或结构)形成在阵列板71的后表面,只要它能防止或减少进入IC14中的光就行。
虽然参考图102及其同类的图已叙述过,把屏蔽光的薄膜及其同类的薄膜形成在阵列板71上,但这不是限制性的,而可把屏蔽光的薄膜及其同类的薄膜直接形成在IC芯片14的后表面上。如果是那样,则在IC芯片14的后表面上形成绝缘薄膜102(未示出),而在该绝缘薄膜上形成光屏蔽薄膜,反射薄膜或其同类的薄膜。当在阵列板71上直接形成源驱动器电路14时(通过低温多晶硅技术,高温多晶硅技术,固相生长技术,或无定形硅技术的驱动器结构),则可在形成于阵列板71上的光屏蔽薄膜,光吸收薄膜,或反射薄膜上形成源驱动器电路14。
在IC芯片14上形成诸如通过微小电流的电流源634的大量晶体管元件(在图102中的电路形成部段)。当光进入通过微小电流的晶体管元件(诸如单元晶体管634)时,发生了诸如光电导之类的现象,使得输出电流(程控电流Iw),第一代电流,第二代电流等的值反常(造成变化等),尤其是,在有机的EL或其它自发光元件的场合下,在阵列板71之内散射地反射由EL元件15所产生的光,造成在与显示屏50不同的地方辐射强烈的光。这辐射光,在一进入IC芯片14的电路形成部段1021的电路之后,就造成光电导现象。因此,对光电导现象的测量就是对EL显示装置所特有问题的测量。
为解决这问题,本发明在阵列板71上构筑了基本阳极线951,并利用它作为屏蔽光的薄膜。基本阳极线951的形成面积覆盖了这电路形成部段1021,如图102所示,通过这样来形成的光屏蔽薄膜(基本阳极线951),有可能完全防止光电导现象。当屏幕更新时,电流流经诸如基本阳极线951的EL电源线,特别是对它们的电位引起一些变化。但是,由于电位是每个水平扫描周期慢慢地变化的,可把它看作接地电位(意即在电位上实际没有变化)。因此,基本阳极线951或基本阴极线不仅完成屏蔽光的功能,而且也完成电屏蔽的功能。
在有机的EL或其它自发光元件的场合下,由于EL元件15产生的光,在阵列板71之内散射地反射,造成与显示屏幕50不同的地方辐射强烈的光。为防止或减少这散射地反射的光,在不起作用的区域中形成吸收光的薄膜1011,不通过在这区域中对图象显示有作用的光,如图101所示(另一方面,起作用的区域是显示屏幕50及在它周围的区域)。把吸收光的薄膜形成在密封盖85的外表面(光吸收薄膜1011a),密封盖85的内表面(光吸收薄膜1011c),基板70的侧面(光吸收薄膜1011d),与图象显示区不同的基板上(光吸收薄膜1011b)的区域等。顺便提一下,可装置光吸收片或光吸收壁来代替光吸收薄膜。另外,光吸收的概念也包括通过散射它来发散光的方法或结构。在较广泛的意义上,也包括通过反射来限制光的方法或结构。
用于吸收薄膜的可能材料包括,例如诸如包含碳的丙烯酸树脂的有机材料,带有弥散在其中的黑色颜料的有机树脂,和用黑色酸性染料像滤色片一样着色的明胶或干酪素。另外,它们还不仅包括绿色和红色颜料,当混合时演变为黑色颜料,而且还包括一种以氟为基的颜料,它单独地演变为黑色颜料。而且,它们还包括由溅射形成的PrMnO3薄膜,由等离子体聚合形成的酞菁薄膜等。
上面所有的材料演变为黑色材料,但是演变一种对通过显示元件演变的颜色的补色的材料也可供光吸收薄膜之用。例如,用于滤色片的光吸收材料可通过修改它们以便提供所需的光吸收特性被使用。基本上,用染料着色的天然树脂可与在上面描述的黑色光吸收材料的情况同样地被使用。也可能使用塑料,在这材料中,染料是弥散的。如果是那样,颜料可利用的范围比在黑色颜料例子中的宽,并包括偶氮基染料,蒽醌染料,酞菁染料,和三苯甲烷染料,可采用它们中的合适的一种或它们中的两者或更多的组合。
另外,金属材料也可供吸收光的薄膜之用。可能的材料包括,例如,六价的铬,六价的铬在彩色上是黑色的并起着光吸收薄膜的作用。另外,也可利用诸如瓷白玻璃和氧化钛的散射光的材料,通过散射光,结果往往可能是吸收光。
顺便提一下,密封盖85是采用含有直径从4μm至15μm(包括这两个尺寸)树脂珠1012的密封树脂1031被结合到阵列板71的。密封盖85是在不施加压力的情况下被设置并被固定的。
在图99中图示说明的示例涉及在靠近IC芯片14的地方形成(设置)共用阳极线962,但这不是限制性的。例如,可把共用阳极线962形成在靠近显示屏幕50的地方,如图103所述,例如不如说,这是较佳的,因为这将减少源信号线18和阳极线952在短距离上源彼此平行放置的部分。如果信号线18和阳极导线952在短距离上彼此被放置,则将产生在它们之间的寄生电容。如果把共用阳极线952放在靠近显示屏幕50的地方,如图103所示,则就可解决这问题。较佳的是,从显示屏幕50到共用阳极线962的距离K(参见图103)是1mm或更少。
较佳的是,共用阳极线962是由与源信号线18一样的金属材料制成以把它们的电阻减到最小,根据本发明,它是由诸如薄铜(Cu)膜、薄铝(Al)膜Ti/Al层压品,合金,或汞合金的金属材料(SD金属)制成。因此,在源信号线18和共用阳极线962的交叉处要用与栅信号17相同的金属材料(GE金属)来代替这材料以防止短路。栅信号线是由金属材料,即一种钼/钨(Mo/W)层压制品制成的。
通常,栅信号线17的薄层电阻比源信号线18的薄层电阻高。这对液晶显示装置是共同的。但是在电流驱动型的有机的EL显示屏中,流经源信号线18的电流象1到5μA那样弱。因此,即使源信号线18具有高的电阻,几乎没有引起电压降,因此也能获得正常的图象显示。在液晶显示装置中,用电压方法把图象数据写入源信号线18。因此,如果源信号线18具有高的电阻,不可能在一个横向扫描周期中写入图象。
但是,采用根据本发明的电流驱动,源信号线18的高电阻值(即,高的薄层电阻值)不会造成问题。所以,源信号线18的薄层电阻可比栅信号线17的薄层电阻高。因此,在本发明的EL显示屏中,源信号线18可由GE金属制成(形成),而栅信号线17则可由SD金属制成(形成),如图104所图示说明的(与液晶显示屏相反)。在较为广泛的意义上来说,在电流驱动型的EL显示屏中,源信号线18的接线电阻比栅信号线17的接线电阻高。
除了在图99和103中的结构外,在图107中的结构包括用于驱动栅驱动器电路12的电源接线1051,这电源接线1051的路由是从显示屏幕50的右侧,经底侧而到达显示屏幕50的左侧。即,栅驱动器电路12a和12b具有共用的电源。
但是,较佳的是,选择栅信号线17a(它控制选择晶体管11b和11c)的栅驱动器电路12a和选择栅极信号线17b(它控制晶体管11a和流经EL元件15的电流)的栅驱动器电路12b具有不同的电源电压。尤其是,较佳的是栅信号线17a的幅度(在开通电压和断开电压之间的差)是小的。这是因为栅信号线17a的幅度越小,则渗透到象素16中电容19的电压越小(参见图1,等)。另一方面,不能减少栅信号线17b的幅度,因为栅信号线17b必须控制EL元件15。
因此,如图108中所图示说明的,加到栅驱动器电路12a的电压是Vha(用于栅信号线17a的断开电压)和Vla(用于栅信号线17a的开通电压),而加到栅驱动器电路12a的电压是Vhb(用于栅信号线17b的断开电压)和Vla(用于栅信号线17b的开通电压)。应满足Vla<Vlb的关系。顺便提一下,Vha和Vhb可近似地相等。
一般,N-沟晶体管和P-沟晶体管被用于栅驱动器电路12,但较佳的是,只用P-沟晶体管。这是因为它将减少用于阵列制造中所用的掩模数。提高产量,和改进生产率。因此,如图1、2等中所图示说明的,P-沟晶体管不仅用于栅驱动器电路12,而且还应该用于象素16,如果N-沟晶体管和P-沟晶体管用于栅驱动器电路,需要10个掩模,但如果只用P-沟晶体管,则需要5层掩模。
但是,如果只有P-沟晶体管用于诸如栅驱动器电路12之类的电路,在阵列板71上,无电平移位器可被形成。这是因为电平移位器使用N-沟晶体管和P-沟晶体管。
为解决这问题,本发明将电平移位器的功能接合到电源IC1091中去。图109示出这种情况的示例。电源IC1091产生栅驱动器电路12的驱动电压,EL元件15的阳极电压和阴极电压,以及源驱动电路14的驱动电压。
为产生栅驱动器电路12的EL元件15的阳极和阴极电压,电源IC1091需要使用高电压的半导体工艺过程。这种电压阻使电平移位到栅驱动器电路12的信号电压。并且,如图205图示说明的,可在源驱动器IC14中形成电平移位器电路2041。电平移位器电路2041可形成在源驱动器IC14的左侧和右侧上。当采用如图205所示的多于一个的源驱动器IC14时,在每个源驱动器IC14中使用电平移位器电路2041中的一个电路。
在图205中,在源驱动器IC14a中使用一个电平移位器电路2041a。栅控制数据由电平移位器电路2041a提升使成为栅驱动器控制信号2043a,并控制栅驱动器电路12a。并且,在源驱动器IC14b中使用电平移位器电路2041b。栅控制数据由电平移位器电路2041b提升使成为栅驱动器控制信号2043b,并控制栅驱动器电路12b。
在图109中的结构用于进行电平移位和驱动栅驱动器电路12。把输入数据(图象数据,指令,和控制数据)992馈入源驱动器IC14中,这输入数据也包含栅驱动器电路12的控制数据。源驱动器IC14具有5(V)的电压阻(工作电压)。另一方面,栅驱动器电路12具有15(V)的工作电压。必须把源驱动器电路14输出到栅驱动器电路12的信号从5(V)电位移位到15(V)。电平移位是通过电源电路(IC)1091进行的。在图109中,把用于控制这栅驱动器电路12的数据信号称为电源IC控制信号1092。
在接收到用于控制栅驱动器电路12的数据信号1092之后,电源电路1091就用内置的电平移位器电路把它作电平移位,并把最后得到的信号作为栅驱动器电路控制信号1093输出以控制这栅驱动器电路12。
现在将给出根据本发明栅驱动器电路12的描述,这电路包含在阵列板71中并只使用P-沟晶体管。如较早描述的那样,通过对象素16和栅驱动器电路12只使用P-沟晶体管(即,形成在阵列板71上的晶体管只是P-沟晶体管,意即没有采用N-沟晶体管),有可能减少用于阵列制造中的掩模数,提高产量,和改进生产率、并且,由于把注意力只集中到改进P-沟晶体管的性能,结果可容易地改进其性能是可能的。例如,降低阈电压(Vt)(使它更接近于0(V))和减少在Vt中的变化比在CHOS结构(一种采用P-沟晶体管的配置)的情况中容易。
取一示例,根据本发明,一栅驱动器电路12,各被放在相基线(Phasebasis)(移位寄存器)上,形成即构筑在显示屏幕50的左面和右面,如图106所图示说明的。虽然假设过,用低温多晶硅技术,在450度(摄氏)或更低的温度下,形成即构筑诸如栅驱动器电路12之类的电路(包括象素16的诸晶体管),但这不是限制性的。也可能采用由高温多晶硅技术,在450度(摄氏)或更高的温度下生产的晶体管,或由固相生长生产的CGS半导体薄膜。此外,也可用有机晶体管(organic transistor)。或者,由无定形硅技术形成即构筑晶体管。
栅驱动器电路12中的一个是选择侧的栅驱动器电路12a。它通过把开通电压或断开电压加到栅信号线17a来控制象素晶体管11。另一栅驱动器电路12b开通和断开流经EL元件15的电流。
虽然本发明的示例通过主要取自图1中的象素结构作为示例来描述的,但这不是限制性的。不用说,本发明也适用于示于图50,51,54等的其它象素结构。并且,这结构或根据本发明的栅驱动器电路12的驱动系统,如果与显示屏,显示装置或根据本发明的信息显示装置结合,则会产生更多的特征效应,但是不用说,甚至在使用其它结构时,栅驱动器12也能产生特征效应。
顺便提一下,在下面讨论的栅驱动器电路12的结构即布局并不限于诸如有机的EL显示屏的自发光装置。它也可用于液晶显示屏,电磁显示屏等。例如,液晶显示屏可使用根据本发明的栅驱动器电路12的结构或配置,来控制象素的选择切换元件。如果采用两个栅驱动器电路12,则它们中的一个可用于选择象素切换元件。而可把另一个连接到在各象素中的保留电容的一个端点,这个方案被称为独立的CC驱动。不用说,参考图111,113等所描述的结构不但可用于栅驱动器电路12,而且还可用于源驱动器电路14的诸如移位寄存器的电路。
较佳的是,在此描述的栅驱动器电路12可作为参考图6,13,16,20,22,24,26,27,28,29,34,37,40,41,48,82,91,92,93,103,104,105,106,107,108,109,176,181,187,188,208等在较早描述过的栅驱动器电路12被实现,即被采用的。
图111是根据本发明栅驱动器电路12的方块图。虽然为了易于解释,只图示说明了四级,但基本上形成即设置与有栅信号线17一样多的单元栅输出电路1111。
如图111所图示说明的,根据本发明的栅驱动器电路12(12a和12b)包括信号端:4个时钟脉冲端(SCK0、SCK1、SCK2和SCK3),1个启动端(数据信号(SSTA))和2个把移位方向倒转过来的倒换端(DIRA和DIRB,使信号的位相彼此相差180°)。它们也包括电源端,这些端包括L个电源供应端(VBB)和H个电源供应端(Vd)。
由于只有P-沟晶体管用于在这里的栅驱动器电路12,所以没有电平移位器电路(用于把低电压逻辑信号变换为高电压逻辑信号的电路)可被结合进这栅驱动器电路。因此,把电平移位器电路设置即形成在示于图109及其同类图中的电源电路IC1091中。
电源电路(IC)1091产生要从栅驱动器电路12输出到栅信号线17的开通电压(象素16晶体管的选定电压)和截止电压(象素16晶体管的非选定电压)所需的电位电压。从而,用于电源IC(电路)1091的半导体工艺过程具有足够的电压阻。因此,逻辑信号可被电源IC1091方便地电平移位(LS)。为此,从一控制器(未示出)输出的栅驱动器电流12控制信号被馈入电源IC1091中,并在馈入根据本发明的栅驱动器电路12中之前,在那里被电平移位。从该控制器输出的源驱动器电路14控制信号被直接馈入根据本发明的诸如源驱动器电路14之类的电路中(无需电平移位)。
不过,本发明并不把所有形成在阵列板71上的晶体管限于P-沟晶体管。通过如稍后参考图111和113描述的对栅驱动器电路12仅采用P-沟晶体管,有可能减少荧光屏的宽度。在2.2英寸QCIF屏的场合下,如果采用6-μm的规则,可把栅驱动器电路12的宽度构筑成600μm。即使包括供给栅驱动器电路12的电源的接线,该宽度将是700μm。如果对类似的电路结构采用CMOS(N-沟和P-沟晶体管),则该宽度将增加到1.2mm。因此,如果对栅驱动器电路12仅采用P-沟晶体管,有可能获得荧光屏宽度减少的特征效应。
并且,如果象素16由P-沟晶体管构成,则它们将与使用P-沟晶体管的栅驱动器电路12匹配良好。当电压变低时,这P-沟晶体管(在图1的结构中的选择晶体管11b和11c和晶体管11d)开通。另一方面,这较低的电压也起着用于栅驱动器电路12的选定电压的作用。如可从图113中的结构看到的,如果采用这较低的电平作为选定电平,则具有P-沟的栅驱动器获得良好的匹配。这是因为不能把这较低电平保持一段长时间。另一方面,可把较高的电压保持一段长时间。
并且,通过对供给电流到EL元件15的驱动器晶体管(在图1中的晶体管11a)采用P-沟,有可能采用由薄金属膜制成的固体电极作为EL元件15的阴极。并且,电流可在正方向从阳极电位的Vdd通到EL元件15。有鉴于上面的情况,在象素16和栅驱动器电路12中的晶体管是P-沟是较佳的。因此,采用P-沟晶体管作为在根据本发明的象素16和栅驱动器电路12中的晶体管(驱动器晶体管和期望晶体管(itching transistor))不仅是设计上的事。
在这个意义上,可在阵列板71上直接形成电平移位器(LS)电路。即,N-沟晶体管和p-沟晶体管被用于电平移位器(LS)电路。来自控制器(未示出)的逻辑信号被直接形成自阵列板71上的电平移位器电路提升,这样它将与由P-沟晶体管构成的栅驱动器电路12的逻辑电平匹配。把被提升的逻辑电压加到栅驱动器电路12。
顺便提一下,这电平移位器电路可由半导体芯片来制作,并采用诸如COG之类技术安装在阵列板71上。并且,源驱动器电路14基本上由半导体芯片制作,并采用COG技术安装在阵列板71上,如图109及其同类的图所图示说明的。但是这并不限制源驱动器电路14作为半导体芯片来形成,并可采用多晶硅技术把它直接形成在阵列板71上。如果采用P-沟晶体管作为象素16的晶体管11,则程控电流在从象素16到源信号线18的方向上流过。因此,应该采用N-沟晶体管作为源驱动器电路的单元电流电路634(参见图73和74)。即,应该这样来配置源驱动器电路14,使之可引出程控电流Iw。
因此,如果象素16的驱动器晶体管(在图1中的场合)是P-沟晶体管,则源驱动器电路14的单元晶体管634必须是N-沟晶体管,以保证源驱动器电路14将引出程控电流Iw。为了在阵列板71上形成源驱动器电路14,必须对N-沟晶体管和对P-沟晶体管这两者都采用掩模(工艺)。在概念上来说,在本发明的显示屏(显示装置)中,P-沟晶体管用于象素16和栅驱动器电路12,而N-沟晶体管则用于源驱动器的引出电流源的晶体管。
顺便提一下,为易于解释,在本发明的这个示例中,使用了图1中的象素结构。但是,涉及作为象素16的选择晶体管(在图1中的晶体管11c)和用于栅驱动器电路12的P-沟晶体管的采用的本发明技术概念并不限于在图1中的象素结构。不用说,例如,在电流驱动的象素结构场合下,它也适用于诸如图42中图示说明的电流反映象素结构。并且在电压驱动的象素结构场合下,它也适用于诸如在图62中图示说明的两种晶体管(选择晶体管是晶体管11b和驱动器晶体管是晶体管11a)。当然,它也适用于在图111和113中的栅驱动器12的结构,且它们能结合起来构成一种装置。因此,在上面描述的项目,还有在下面描述的项目并不限于象素结构或其同类的结构。
用作象素16的选择晶体管和用于栅驱动器电路的P-沟晶体管并不限于有机的El或其它自发光装置(显示屏或显示装置)。例如,它也适用于液晶显示屏和FED(场发射显示器)。
转换端(DIRA和DIRB)把通用信号加到所有单元栅输出电路1111。可从图113中的等效电路中看到,转换端(DIRA和DIRB)被馈入相反极性的电源值。为反转移位寄存器的扫描方向,馈入转换端(DIRA和DIRB)的电压值的极性被反转过来。
顺便提一下,在图1111中的电路结构包括4根时钟脉冲信号线。根据本发明,4是最佳数。但是,这不是限制性的,而本发明可采用少于或多于4根时钟脉冲信号线。
这时钟脉冲信号(SCK0,SCK1,SCK2,和SCK3)在相邻单元栅输出电路1111之间被不同地馈入。例如,在单元栅输出电路1111a中,OC被时钟脉冲端SCK0馈入,而RST则被时钟脉冲端SCK2馈入。这也是关于单元栅输出电路1111c的情况。不过,在邻近单元栅输出电路1111a的单元栅输出电路1111b(在下一级的单元栅输出电路)中,OC被时钟脉冲端SCK1馈入,而RST则被时钟脉冲端SCK3馈入。这样,每个不同的单元栅输出电路1111以不同方式被时钟端馈入:OC被SCK0馈入而RST则被SCK2馈入,在下一级中,OC被SCK1馈入而RST则被SLK3馈入,在下一级中,OC被SCK0馈入而RST则被SCK2馈入,等等。
图113示出只采用P-沟晶体管的单元栅输出电路1111的电路结构。图114是用来解释图113的电路结构的时标图。图112是图113中多级的时标。因此,通过理解图113,有可能理解整体的操作。该操作可参考与图113的等效电路图连在一起的在图114中的时标图来理解,而不必在文本中说明。因此,将省略对晶体管操作的详细描述。
当驱动器电路单独由P-沟晶体管构成时,要维持栅信号线17处于H电平(在图113中的Vd电压)在基本上是困难的。要在较长时间维持它们处于L电平(在图113中的VBB电压)也是困难的,但是可把它们适当地保持在H电平一短时段,诸如在象素行的选择期间。馈入到IN端的信号和馈入到RST端的SCK时钟脉冲转变了n1相对于n2的状态。虽然n2和n4具有相同极性的电位,但馈入到OC端的SCK时钟脉冲进一步降低n4的电位电平。相反,Q端在相同的时段被保持在L水平(从栅信号线17输出开通电压)。输出到SQ端或Q端的信号被转移到在下一级中的单元栅输出电路711。
在图111和113的电路结构中,通过控制IN(INA和INB)端和施加到时钟脉冲端的信号时标,有可能到采用相同电路结构的两种模式:一根栅信号线17被选定的模式,如图115(a)所示,和两根信号线17被选定的模式,如图115(b)所示。
在选择侧的栅驱动器电路12a中,图115(a)示出一种驱动模式,在这模式中,在逐行基础上一次(正常驱动)移位时选定一行象素行。图115(b)示出一种在一次选定两行象素行的结构。这个驱动模式相当于用于参考图27和28描述的(在其中采用一行无效象素行的结构)多行象素行(51a和51b)的同时选定的驱动。两相邻的行,在逐行基础上一次移位时被选定。特别是根据图115(b)中的驱动方法,当象素行(51a)保留最后的视频时,象素行51b被预充电。这种情况使象素16容易地写入。即,本发明能通过操纵加到诸端的信号在两种驱动模式之间转换。
顺便提一下,虽然115(b)示出象素16的相邻行被选定的一种模式,如图116所示,但也有可能选定不同于相邻行的象素16的行(图116例示出每隔3行象素行的象素行被选定)。在示于图113的结构中,象素行被控制成每4行组成一组。从4行象素行之中,有可能确定是否选择一行象素行或2行相继的象素行。在每组中象素行数是由时钟脉冲(SCK)数来限制的,在本案例中是4。如果采用8个时钟脉冲(SCK),象素行可被控制成每8行组成一组。
选择侧的栅驱动器电路12a的操作示于图115。在图115(a)中,一次选定一行象素行,且选定位置被一行象素与横向同步信号同步移位,在图115(b)中,一次选定2行象素行,且选择位置被一行象素与横向同步信号同步移位。
如图182图示说明的,从阳极连接端1821用导线连接这连接阳极线961,形成在源驱动器IC14两侧的连接阳极线961通过在IC14下面形成的开关2021被电连接。
在源驱动器IC14的输出侧形成即设置通用的阳极线962。阳极导线952从通用的阳极线962分路出来。在一QCIF屏中有528根(=176×RGB)阳极线952。在图1及其同类图中图示说明的电压Vdd(阳极电压)是通过阳极导线952来供给的。如果EL元件15由低分子重材料制成的话,则一股直至200μA量级的电流流经一根阳极导线952。所以,一股约100mA(200μA×528)的电流流经通用的阳极导线833。
为减少在通用连接阳极线961和阳极导线952中的电压降,建议在显示屏幕50的上侧形成通用连接阳极线961a,在显示屏幕50的下侧形成通用连接阳极线961b,并在它的顶部和底部把诸阳极导线952短路,如图183图示说明的。
在屏幕50的顶部和底部处设置源驱动器电路14也是较佳的,如图184图示说明的。把显示屏幕50划分成显示屏幕50a和显示屏幕50b,并用源驱动器电路14a驱动显示屏幕50a,而用源驱动器电路14b驱动显示屏幕50b,如图185图示说明,也是可能的。
图201是根据本发明电源电路的方块图。标号2012代表一控制电路,这电路控制电阻2015a和2015b的中点电位并输出晶体管2016的栅极信号。把电源Vpc加到变压器2011的原边,而,在晶体管2016的开通/截止的控制下把原边电流传输到付边。标号2013代表整流二极管,而2014则代表滤波电容器。
阳极电压Vdd具有对电阻器2015b的已调节好的输出电压。Vss代表阴极电压。如图202所图示说明的,可有选择地输出两个电压中的一个作为阴极电压Vss。开关2021供这种选择之用。在图202中,被开关2021选定的是-9(V)。
开关2021是根据来自温度传感器2022的输出来工作的。当屏温是低的时候,选定-9(V)作为电压Vss。当屏温是等于或高于某个程度时,-6(V)被选定。这是因为EL元件15具有温度依存性,而在低温侧,EL元件的端电压变得较高。顺便提一下,虽然参考图202已经叙述过,两个电压中的一个被选为Vss(阴极电压),但这不是限制性的,而电压Vss可从三个电压中选出来。上面各项类似地适用于Vdd。
通过根据屏温让一个电压从多个温度中被选定,如图202所示,有可能降低屏的功耗。这是因为当这温度等于或低于某个程度时,可降低电压Vss。通常,可采用较低的Vss(=-6(V))。顺便提一下,可把开关2021制作成如图202所图示说明的那样。通过采用在图202中变压器2011的中间抽头,可容易地产生多个电压Vss。这种情况类似地适用于阳极电压Vdd。
图205是图示说明电位设置的解释性图解。源驱动器IC14是以GND为基础的。对源驱动器IC14的电源是Vcc。可把Vcc引导到与阳极电压(Vdd)相一致。根据本发明,从功耗的观点看Vcc<Vdd。
把栅驱动器12的截止电压Vgh设置到等于或高于电压Vdd。较佳的是,要满足Vdd+0.5(V)<Vgh<Vdd+2.5(V)。可把开通电压Vgl引导到与Vss相一致,但较佳的是,要满足Vss(V)<Vgl<-0.5(V)。
要对来自EL显示屏产出的热量采取措施是重要的。作为对抗热量产生的措施措施,由金属材料制成的底盘2062被安装在屏的背后(显示屏幕50发光面的对面一侧),如图206所示。为了更好的散热,底盘2062设有突出物和凹入物2063。并且,在底盘2061和屏之间设置结合层(在图206的情况下,是密封盖85)。具有良好热传导性的材料被用于结合层。可能的材料包括,例如,硅酮树脂浆和硅酮浆。这些材料经常被用作在调节器IC和辐射体板之间的粘合剂。顺便提一下,对结合层并不严格地必须要有粘合的功能,只要它能起保持底盘2061和屏彼此紧密接触的功能就行。
在底盘2062的背面上装有小孔2071,如图207(a)所图示说明的。设有小孔2071是为了当把底盘2062和屏粘合在一起时释放过剩的树脂之用的。并且,在屏的中央和周围之间,小孔的形状是不同的,如图207(a)所示,以调节底盘2062的热阻,从而使屏温均匀的。在图207(a)中,把在屏周围的小孔2071c做得比在屏的中央的小孔2071a大,从而增加了在屏周围的热阻。因此,在屏的周围比较不易发生热损耗。这使得在整个屏表面上有均匀的热分布。顺便提一下,小孔2071可以诸如圆形之类的,如图207(b)所图示说明的。
图208图示说明根据本发明显示屏的一种结构。在阵列板71的一侧装有柔性板84。在该柔性板上设置电源电路82和柔性板84。图209示出取自沿图208中A-A’直线的剖面图。但是,在图209中柔性板84已被弯曲,而且已安装了底盘2062。可从图209看到,电源电路82的变压器2011被包含在密封盖85形成的空隙之中。这样对减少EL显示屏(EL显示屏模件)的厚度成为可能。
接着,将将给出根据本发明显示装置诸示例的描述,这些装置操纵根据本发明的驱动系统。图57是作为信息终端示例的手机平面图。在外壳573中装有天线571,数字键572等。标号572及诸如此类的数字代表显示彩色的开关键,电源键,和帧速切换键。
可把数字键572制作成在彩色模式间作如下的转换:按它一次,进入8-彩色的显示模式,再按它就进入4096-彩色的显示模式,并再按它就进入260,000-彩色的显示模式。这键是一种反复电路开关,每一次它被按,就在各彩色显示模式之间切换。顺便提一下,可单独装置显示彩色的变换键。如果是那样,需要三种(或更多)数字键572。
除了按钮开关之外,数字键572可以是拨动开关或其它的机械开关。也可对切换使用语音识别。例如,可把这开关制作成,使得当用户讲出诸如“高清晰度显示”,“4096-彩色模式”或“低彩色显示模式”的词组进入受话机时,将改变显示屏的显示屏幕50的显示彩色。这种情况可采用现有的语音识别技术来容易地实现。
并且,可用电的方法来切换显示彩色。也有可能使用触摸屏,这种屏可让用户通过触摸出现在显示屏的显示部分21上的菜单作出选择。另外,可根据开关被按的次数或根据象定位小球的情况一样的转动或方向来切换显示彩色。
可采用改变帧速的键或在移动画面和静止画面之间切换的键来代替显示彩色切换键572。一个键可能在相同的时间转换两个更多的项目:例如,在帧速之间和在移动画面和静止画面之间。并且,可把这键制作成当按压并保持时,逐渐地(连续地)改变帧速。为此,在振荡器的电容器C和电阻器R之间,可把这电容器R制作成可变的,或用电子调节器来代替。或者,可采用微调电容器作为振荡器的电容器C。这样一种键也可通过在半导体芯片上形成多个电容器,选择一个或更多的电容器,并把电容器并联地连接来实现。
此外,对使用根据本发明的EL显示屏,EL显示装置,或显示方法的实施例将参考附图作描述。
图58是根据本发明一实施例的取景器的剖面图。为了易于解释,它是示意地作图示说明的。另外,某些部分被放大。被缩小,或被省略。例如,在图58中省略了一目镜。上面的项目也适用到其它附图。
外壳573的内表面是暗的或黑色的。这是为防止来自EL显示屏(EL显示装置)574发射的杂散光在外壳573内部被漫射地反射而降低显示反差。在显示屏的引出侧上设置了相位片(λ/4)108,偏振片109,等。这种情况已参考图10和11作过描述。
出射光瞳581装有放大透镜582,观察者通过调节在外壳573中出射光瞳581的位置,把显示图象50聚焦在显示屏574上。
如果把凸透镜583按需要设置在显示屏574的引出侧,可把进入放大透镜582的主光线会聚起来。这使减小放大透镜1582的直径,并因此减小取景器的尺寸成为可能。
图59是摄像机的透视图。摄像机具有拍摄(成像)镜头592和摄像机的外壳573。拍摄镜头592和外壳(取景器)573彼此背靠背地安装。取景器573(也参看图58)装配着目镜保护层。观察者通过这目镜保护层观看在显示屏574上的图象50。
根据本发明的EL显示屏也用作显示监控器。显示屏幕50可在支架591的一个点上自由地以枢轴为中心而旋转。显示屏幕50当不在使用时,可储放储藏室593中。
开关594是一种转换开关即控制开关,并进行下列的功能。开关594是显示模式的转换开关。开关594用于诸如手机之类的装置也是适合的。现在将对显示模式的转换开594作描述。
根据本发明的诸驱动方法,包括一种方法,这个方法将N倍较大的电流流经EL元件15来照亮它们等于1F的1/M时段。通过改变这照亮时段,有可能用数字方式地改变亮度。例如,指定N=4,则4倍大的电流流经EL元件15。如果照亮时段为1/M,通过在1,2,3和4之间切换M,有可能改变亮度从1倍到4倍。顺便提一下,可能在1,1.5,2,3,4,5,6等之间切换M。
上面所描述的切换操作对手机是有用的,因为手机在通上电源时把显示屏幕50显示得非常亮,而在某一时段后就减少显示亮度以节省电源。它也被用于让用户设定所需的亮度。例如,在户外,屏幕的亮度要大为增加。这是因为由于明亮的周围环境,根本不能看清这屏幕。但是,EL元件15在高亮度连续显示的条件下迅速地退化。因此,屏幕50被设计成如果它被非常明亮地显示后,就在短的时段中回复到正常的亮度。在用户想要再次在高亮度下显示这屏幕50,应装一按钮,在把它按下时增加显示亮度。
因此,用户可用开关594改变显示亮度。可根据模式设置自动地改变显示亮度,或可探测外来光的亮度自动地改变显示亮度是较佳的。较佳的是,对用户可得到诸如50%,60%,80%等的显示亮度。
较佳的是,显示屏幕50采用高斯(Gaussian)显示。即,显示屏幕50的中央是明亮的,而周围则相对地暗。在视觉上,如果中央是明亮的,即使周围是暗的,则显示屏幕50看起来是明亮的。根据主观上的评估,只要周围至少有象中央的70%那样亮,就不会有多少困难。即使周围的亮度减少到50%,也几乎没有问题。根据本发明的自发光显示屏,采用在上面所描述的N倍脉冲驱动(一种N倍的较大电流流经EL元件15来照亮它们等于1F的1/M时段的方法),从屏幕的顶部到底部产生高斯分布。
具体地说,M值在屏幕的上部和下部被提高而在屏幕的中央则被减少。这通过调节栅驱动器电路12的移位寄存器的操作速度来完成。屏幕左面和右面的亮度通过表格数据乘视频数据来调节。经过上面的操作把周围的亮度(在0.9的视角)减低到50%,与亮度的100%相比,有可能降低功耗达20%。通过把周围的亮度(在0.9的视角)减低到70%,与亮度的100%相比,有可能降低功耗达15%。
较佳的是,提供转换开关以允许和不允许高斯显示。这是因为如果采用高斯显示,在户外根本不能看清屏幕。因此,用户可用按钮开关改变显示亮度,可根据模式设定自动地改变显示亮度,或可通过探测外来光的亮度自动地改变显示亮度。较佳的是,对用户可得到诸如50%,60%,80%等的显示亮度设定。
液晶显示屏幕采用背光产生固定的高斯分布。因此,它们不能允许和禁止高斯分布。允许和禁止高斯分布的能力为自发光显示装置所特有。
固定的帧速可能造成与室内诸如荧光灯之类的照明干扰,导致闪烁。具体地说,如果EL元件15在60-Hz的交流电下工作,在60-Hz的交流电下照明的荧光灯可造成微弱的干扰,使它看上去犹如屏幕在缓慢地闪烁。为避免这种情况,可改变帧速。本发明有改变帧速的本领。并且,它能使在N-倍的脉冲驱动(一种使N倍大的电流流经EL元件15来照亮它们等于1F的1/M时段的方法)中改变N或M的值。
通过开关594的方法实现上面的本领。开关594被按压多于一次时,根据在屏幕50上的菜单,在上面的各个本领之间进行切换。
顺便提一下,上面的项目并不限于手机,不用说,它们适用于电视机,监控器,等。并且,在显示屏幕上提供图标,使得用户看一眼就知道他/她是在哪个显示模式是较佳的。上面的项目类似地适用于下面的项目。
根据本发明的诸如EL显示之类的装置不但可应用到摄像机,而且还可应用到诸如在图60所示的一种数字相机,普通相机等。这显示装置用作附装在相机本体601上的屏幕50。相机本体601不仅装配有快门603,而且还装配开关594。
在上面描述的显示屏具有相对小的显示区。但是,随着显示区为30英寸或更大时,显示屏50往往会绕曲。为对付这个情况,本发明把显示屏放在框架611中,并附装一连接件614,使得该框架可如图61所示挂起来。显示屏幕采用连接件614安装在诸如墙之类的上面。
大尺寸屏幕增加了显示屏的重量,作为对付这情况的措施,把显示屏安装在支架613上,在这支架附装了多根支柱612来支撑这显示屏的重量。可把支柱612从一侧移到一侧如由A所指出的。并且,它们可如B所指出的收缩起来。因此,即使在小的场地中也可装置这显示装置。
在图61中的电视机,在它的屏幕面上有一保护膜即保护层复盖着。保护膜的一个目的是保护显示屏的表面以免被某物敲击而破裂。在保护膜的表面形成AIR镀层。并且,该表面被压模加工以减少由在显示屏上外来光造成的眩光。
通过喷射小珠或其类似之物,在保护膜和显示屏之间形成一空隙。在保护膜的背后面形成细的凸出物来保持保护膜和显示屏之间的空隙。这空隙防止碰撞从保护膜传输到显示屏。
并且,把光耦合试剂注入到保护膜和显示屏之间的空隙中是有用的。这光耦合试剂可以是诸如乙醇或乙二醇的液体,诸如丙烯酸树脂的胶体,或诸如环氧树脂的固态树脂。这光耦合试剂可防止界面上的反射,并起着缓冲材料的作用。
这保护膜可以是,例如,聚碳酸酯薄膜(片),聚丙烯薄膜(片),丙烯酸薄膜(片),聚酯薄膜(片),PVA薄膜(片)等。另外,很明显,可采用工程树脂薄膜(ABS等)。并且,它可由诸如退过火的玻璃的无机材料制成。显示屏的表面可用厚为0.5mm到2.0mm的环氧树脂、酚醛树脂、和丙烯酸树脂以产生相似的作用来代替采用保护薄膜。并且,对树脂表面的模压加工也是有用的。
对保护薄膜的表面镀膜或带有氟的镀膜之类也是有用的。这将使它易于用洗涤剂从表面除去灰尘。并且,可把保护薄膜做成厚的,不仅可供屏幕表面之用,而且还可供正面光之用。
根据本发明该示例的显示屏可与三面自由的结构结合起来使用。特别当象素用无定形硅技术构作时,这三面自由结构是有用的。并且,在采用无定形硅技术形成屏的场合下,由于在生产工艺过程期间控制在晶体管特性方面的变化有困难,所以采用根据本发明的N-脉冲驱动,复位驱动,无效象素驱动,或诸如此类的驱动是较佳的。即,根据本发明的晶体管并不限于由多晶硅技术生产的那些晶体管,而它们可以由无定形硅技术生产。
顺便提一下,根据本发明的诸如N-倍脉冲驱动(图13,16,19,20,22,24,30等)之类的驱动对包含由低温多晶硅技术形成的晶体管11的显示屏比包含由无定形硅技术形成的晶体管11的显示屏更有效。这是因为当由无定形硅技术形成时,相邻的晶体管具有几乎相等的特性。因此,即使这晶体管由附加所得的电流驱动,用于各单个晶体管的驱动电流,也接近于目标值,(特别是在图22,24和30中的N-倍脉冲驱动,对包含无定形硅晶体管的象素结构是有效的)。
在本文描述的根据本发明的占空因子控制驱动,参考电流控制,N-倍脉冲驱动,和其它驱动方法和驱动电路并不限于用于有机的EL显示屏。不用说,它们也适用于诸如场发射显示器(FED)之类的其它显示器,如图221所示。
在示于图221的FED中,一个在矩阵中发射电子的突起物2213(相当于在图10中的象素电极)形成在基板71上。一象素包含保持电路2214(相当于在图1中的电容器),它保持从视频信号电路2212(相当于在图1中的源驱动器电路14)接收到的图象数据。并且,把控制电极2211设置在电子发射突起物2213的前面。通过开通/断开控制电路2215(相当于图1中的栅驱动器电路12)把电压信号加到控制电极2211。
如果添加示于图222的周边电路,则在图221中的象素结构可进行N-倍脉冲驱动,占空因子控制驱动等。把来自视频信号电路2212的图象数据信号加到源信号线18。通过开通/断开控制电路2215a把象素16的选择信号加到选择信号线2221,因此,象素16被逐个选定,而图象数据就被写入它们中。并且,通过开通/断开控制电路2215b把开通/断开信号加到开通/断开信号线2222,因此,象素的FED受到开通/断开的控制(占空因子控制)。
可把在本发明的这示例中描述的技术概念应用到摄像机,投影仪,3D电视机,投影电视机等。也可应用到取景器,手机监视器,PHS,个人数字辅助装置和它们的监视器,以及数字相机和它们的监视器。
并且,这技术概念也适用于静电复印机系统,安装在顶部的显示器,直接观察监视器,笔记本个人电脑,摄像机,电子普通相机。并且,适用于ATM监视器,公用电话,视频电话,个人电脑,和手表及它的显示屏。
而且,很明显,这技术概念可应用到家用电器的显示监视器,袖珍游戏机和它们的监视器,用于显示屏的背光板,或家用或商业用的照明装置。较佳的是,把照明装置构筑成使得可改变色温。可通过在条纹中或在点矩阵中形成RGB象素,并调节流经它们的电流来改变色温。并且,这技术概念可应用到用于广告或广告宣传画的显示装置,RGB交通灯,警灯,等。
并且,有机的EL显示板作为用于扫描器的光源是有用的。采用RGB点矩阵作为光源,随着指向物体的光读出图象。不用说,这光可以是单色的。另外,这矩阵并不限于有源矩阵,且可以是简单的矩阵。可调节色温的采用将改进成象的准确性。
并且,有机的EL显示板作为液晶显示板的背光板是有用的。通过在条纹中或在点矩阵中形成EL显示屏(背光)的RGB象素,并调节流经它们的电流可容易地改变色温和调节亮度。另外,提供面光源的有机的EL显示屏,使得它易于产生高斯分布,这种分布使屏幕中央处的亮度较亮,而屏幕周围处较暗。并且,有机的EL显示屏作为场顺序的液晶显示屏的背光屏是有用的,这背光屏用R,G和B光顺序地扫描。并且,即使这些背光屏被开通和断开,通过插入黑色,它们可被用作用于影片显示的液晶显示屏的背光屏。
工业上的适用性
本发明的源驱动器电路可减少由在阈值上的偏离而造成的输出电流中的变化,在这电路中构成电流反映的晶体管彼此相邻地被形成。因此,它能减少EL显示屏的亮度不规则性,并具有大的实用效果。
并且,本发明的显示屏,显示装置等根据它们各自的结构提供各不相同的效果,包括高质量,高的影片显示性能,低能耗,低成本,高亮度,等,
顺便提一下,因为本发明能提供节省电能的信息显示装置,所以它不消耗较多的电能。并且,因为它可减小尺寸和降低重量,所以它不浪费资源。而且,它能合适地保障高分辨率的显示屏。因此,本发明对全球的环境和空间的环境这两者都是友善的。

Claims (1)

1.一种用于EL显示屏的驱动器电路,其特征在于,包括:
产生参考电流的参考电流产生装置;
第一电流源,它被馈入来自参考电流产生装置的参考电流,并输出第一电流,这第一电流相当于到多个第二电流源的参考电流;
若干第二电流源,它被馈入从该第一电流源输出的第一电流,并输出第二电流,这第二电流相当于到多个第三电流源的第一电流;以及
若干第三电流源,它被馈入从这些第二电流源输出的第二电流,并输出第三电流,这第三电流相当于到多个第四电流源的第二电流,
在诸第四电流源之间,根据输入图象数据,选定合适的单元电流源的数目。
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