專利名稱：使用電子源單元的顯示裝置及其驅(qū)動方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明與一種應(yīng)用電子源單元(電子發(fā)射單元)的顯示裝置(以下稱它FED(場致發(fā)射顯示器))有關(guān)。本發(fā)明也與驅(qū)動這種FED的方法有關(guān)。再進(jìn)一步說，本發(fā)明與采用這種FED的電子設(shè)備有關(guān)。
2.相關(guān)技術(shù)下面將簡要地說明一下應(yīng)用一種電子源單元的FED(場致發(fā)射顯示器)。在這里，將一個由于電場作用而發(fā)射電子的單元稱為電子源單元。
一些分別配置在FED的各個像素處的電子源單元在電場的作用下從電極發(fā)射電子。這樣發(fā)射的電子受到加速，投射到一個熒光體上。在電子所投射到的那個區(qū)域的熒光體于是就發(fā)光。輸入FED的圖像信號控制相應(yīng)像素處的電子源單元發(fā)射的電子的數(shù)量。發(fā)射的電子越多，在這些電子投射到熒光體上時熒光體發(fā)光的發(fā)光率(亮度)就越高。這樣，F(xiàn)ED就可以顯示逐漸變化的灰度層次。
電子源單元具有各種不同的結(jié)構(gòu)。通常有FE(場致發(fā)射)型單元，使電子從一個凸電極的產(chǎn)生局部強(qiáng)電場的頂端發(fā)射；表面導(dǎo)電型單元，通過電流與一個局部斷開的薄膜表面平行的流動產(chǎn)生電子；MIM(金屬-絕緣體-金屬)型單元，它包括一個第一電極、一個第二電極和一個夾在第一電極與第二電極之間的絕緣薄膜，在第一電極與第二電極之間加有電壓時發(fā)射電子。
這里，對于在FED內(nèi)所用的電子源單元來說，重要的是是否可以使這些單元做得很小，是否可以制造具有相同特性的單元，或者是否可以用低電壓驅(qū)動這些單元。于是，開發(fā)了一些滿足這些條件的MIM型電子源單元。
圖6示出了一個MIM型電子源單元的例子。它的結(jié)構(gòu)可參見“場致發(fā)射顯示器MIM陰極陣列的新穎結(jié)構(gòu)”(“Novel Device Structure ofMIM Cathode Array for Field Emissi導(dǎo)通Displays”，SID 01 Digestpage 193-195)。
在圖6中，在一個具有絕緣表面的基底20上形成一個下電極21、一個上電極23和一個夾在下電極21與上電極23之間的絕緣薄膜22。此外，標(biāo)注數(shù)字24所標(biāo)的是一個保護(hù)性絕緣層，25a所標(biāo)的是一個接觸電極，25b所標(biāo)的是上電極總線，而26所標(biāo)的是一個保護(hù)性電極。此外，在上電極23與保護(hù)性絕緣層24的一個開口交疊處的區(qū)域稱為電子發(fā)射區(qū)，在圖中標(biāo)為27。
在上電極23與下電極21之間加上電壓后，會使熱載流子注入絕緣薄膜22。這樣注入的熱載流子中能量比上電極23的材料的赫姆霍茲自由能大的熱載流子穿過上電極發(fā)射入真空區(qū)。
一個具有圖6所示結(jié)構(gòu)的MIM型電子源單元在上電極23與下電極21之間的電壓為10V左右時發(fā)射電子。在一些電子源單元中，在有電子發(fā)射時加在上電極與下電極之間的電壓稱為電子源單元的驅(qū)動電壓。電子源單元的上電極設(shè)置在比它的下電極高的電位上。這樣，上電極就能發(fā)射電子。
圖7示出了應(yīng)用圖6所示的電子源單元的顯示器(FED)的例子。其中，與圖6中的相同的部分標(biāo)以相同的標(biāo)注數(shù)字。
圖7所示FED在具有絕緣表面的第一基底20上有x(為一個自然數(shù))條排列在行方向的信號線S1至Sx和y(為一個自然數(shù))條排列在列方向的掃描線G1至Gy。各電子源單元分別配置在x條信號線S1至Sx與y條掃描線G1至Gy的相應(yīng)交點(diǎn)上。一個電子源單元以及信號線和掃描線中的與這個電子源單元連接的部分構(gòu)成了一個像素。在圖7中，標(biāo)注數(shù)字300所標(biāo)的是一個像素。電子源單元的下電極21接至y條掃描線G1至Gy中的一條，而上電極23接至x條信號線S1至Sx中的一條。
此外，也可以下電極21接至x條信號線S1至Sx中的一條，而上電極23接至y條掃描線G1至Gy中的一條。
面對第一基底20的配置電子源單元的表面設(shè)置了一個第二基底19。第二基底19是透光的。在第二基底19上配置有一個與電子源單元相對的熒光體18。一種黑間質(zhì)15配置在熒光體18的周圍。此外，熒光體18形成在一個具有金屬底層17的表面上。第一基底與第二基底之間保持真空。
輸入掃描線的信號和輸入信號線的信號使在上電極23與下電極21之間加有電壓的像素的電子源單元的上電極23發(fā)射電子。這樣發(fā)射的電子在真空空間16內(nèi)受到加在金屬-底層17與上電極之間的電壓加速。經(jīng)這樣加速的電子通過金屬-底層17投射到配置在第二基底19上的熒光體18。這樣，在電子所投射到的那個區(qū)域的熒光體18就發(fā)光。
這里，例如，一個輸入掃描線的信號在幅度上保持恒定，而另一個輸入信號線的信號在幅度上改變。從電子源單元28射出的電子的數(shù)量隨加在上電極23與下電極21之間的電壓的增大而增大。發(fā)射的電子越多，在這些電子受到加速投射到第二基底19的熒光體18上的情況下，可以發(fā)出的光的亮度就越大。
圖8示出了驅(qū)動具有圖7所示結(jié)構(gòu)的顯示器時的定時圖。在這個定時圖中，一個幀周期(F)就是一段顯示一幅圖像的時間。
首先，選擇掃描線G1。此時，使其他掃描線G2至Gy處在一個它們未選中的狀態(tài)。此外，在圖7和8中選擇一條掃描線意味著使一條與一個電子源單元的電極之一連接的掃描線處于一定的電位，使得從這個電子源單元射出的電子的數(shù)量按照輸入與這個電子源單元的另一個電極連接的信號線的電位改變。
例如，假設(shè)在掃描線與電子源單元的下電極21連接而信號線與上電極23連接的情況下輸入所選掃描線的電位為-8V，而輸入未選中的掃描線的電位為8V。此外，假設(shè)輸入一條信號線的電位為-8V至8V。在這里，假設(shè)電子源單元的上電極23在電位上比下電極21高10V時發(fā)射電子。此時，電子源單元在來自信號線的為5V的信號電位輸入它的上電極23而它的下電極接在一條處在選中狀態(tài)的掃描線上時發(fā)射電子。同時，即使在輸入電子源單元的上電極23的信號電位為5V時，如果它的下電極2 1接在一條處在未選中狀態(tài)的掃描線上，這個電子源單元的上電極23在電位上比下電極21低，因此不發(fā)射電子。
掃描線G1被選中的時間稱為第一行周期(L1)。在這段時間內(nèi)信號相繼輸入信號線S1至Sx。電子源單元按照輸入的信號從上電極23發(fā)射電子。這樣發(fā)射的電子使配置在對面基底19(第二基底)上的熒光體18發(fā)光。這樣，在第一行內(nèi)的像素按照輸入的信號發(fā)光。接著，選擇掃描線G2。此時，G1、G3至Gy都處在非選中狀態(tài)。掃描線G2被選中的時間標(biāo)為第二行周期(L2)。在這段時間內(nèi)，信號相繼輸入信號線S1至Sx。電子源單元28按照作為輸入的信號從上電極23發(fā)射電子。這樣發(fā)射的電子使配置在對面基底19(第二基底)上的熒光體18發(fā)光。這樣，在第二周內(nèi)的像素按照作為輸入的信號發(fā)光。對于所有的選通信號線重復(fù)同樣的操作，直到一個幀周期結(jié)束。這樣，F(xiàn)ED就顯示了一幅圖像。
然而，由于上述這種驅(qū)動方法是無源型的，信號直接輸入顯示裝置不用它們輸入的那些像素的電子源單元的電極。因此，有著功率消耗增大的問題。
于是，日本專利No.84927/2001提出了一種為每個像素配置一個薄膜晶體管(以下稱為TFT)的FED。這種FED的結(jié)構(gòu)示于圖9。圖9示意性地示出了一些電子源單元902。標(biāo)注數(shù)字903所標(biāo)的是下電極，而904所標(biāo)的是上電極。
在圖9中，每個像素的TFT 901(以下稱為像素TFT)的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到x(為一個自然數(shù))條信號線S1至Sx中的一條上，而另一個區(qū)連接到電子源單元902的下電極903上。此外，像素TFT901的選通極連接到y(tǒng)(為一個自然數(shù))條掃描線G1至Gy中的一條上。電子源單元902的上電極904保持在一個一定的電位Vcom上。
選擇信號輸入掃描線G1至Gy。使一個連接到一條輸入選擇信號的掃描線上的像素TFT 901處在導(dǎo)通(ON)狀態(tài)。輸入信號線的信號通過已經(jīng)成為導(dǎo)通的像素TFT 901輸入電子源單元902的下電極903。
電子源單元902由于輸入下電極903的電位與上電極904的電位之間的電位差而發(fā)射電子。這樣發(fā)射的電子使熒光體發(fā)光，從而使像素發(fā)光。此外，在電子源單元902從上電極904發(fā)射電子時，上電極904在電位上保持高于下電極903。
在一個每個像素配有像素TFT 901而來自一條信號線的信號只輸入像素TFT 901導(dǎo)通的一個像素的電子源單元902的下電極903的顯示裝置中可以顯著地減小消耗在顯示裝置不應(yīng)該使它們消耗功率的那些像素(信號沒有輸入掃描線和信號線的那些像素)上的功率(無效功率)。
一個MIM型電子源單元在上電極與下電極之間加有電壓時發(fā)射電子。因此，采用以在日本專利No.84927/2001中所說明的方式構(gòu)成的顯示裝置的像素，電壓加在一個像素內(nèi)它的像素TFT 901由于信號輸入掃描線而導(dǎo)通的電子源單元902的上電極904和下電極903之間只是在信號輸入一條信號線的一段時間，從而只是在這段時間內(nèi)電子源單元發(fā)射電子。電子只是在發(fā)射電子的這段時間內(nèi)打到熒光體上，使像素發(fā)光。
例如，在信號從信號線逐像素輸入(點(diǎn)順序驅(qū)動)時，一個像素發(fā)光的時間就等于或小于一個幀周期的1/L，其中L為顯示裝置的像素?cái)?shù)。此外，在信號同時輸入一個行內(nèi)的所有像素時，也就是說在信號同時從源信號線S1至Sx輸入在一個行內(nèi)的像素(行順序驅(qū)動)時，如果顯示器具有y行像素，一個像素發(fā)光的時間就等于或小于一個幀周期的1/y。
這樣，在一個諸如大型顯示器、高分辨顯示器之類的具有大量像素的顯示裝置的情況下，在像素以上述方式構(gòu)成的顯示器中一個像素連續(xù)發(fā)光的時間就很短。因此，如果要得到在一個幀周期內(nèi)滿足要求的亮度，就必需在一段很短的時間內(nèi)在一個電子源單元的上電極與下電極之間加一個高電壓。因此，驅(qū)動電路的驅(qū)動電壓要增大，而加在構(gòu)成驅(qū)動電路的器件上的負(fù)載也增大。這樣就會引起顯示裝置的可靠性降低的問題。
此外，為了將模擬信號輸入信號線S1至Sx，必須設(shè)置多個信號電壓，以滿足顯示各級灰度的需要。因此，就有這種結(jié)構(gòu)不適合于多灰度顯示的問題。
發(fā)明概要因此，本發(fā)明的目的是在FED內(nèi)實(shí)現(xiàn)低功率消耗、高可靠性和多灰度的操作。
在各像素處配置有一個電子源單元、一個第一TFT、一個第二TFT和一個電容單元。第一TFT稱為開關(guān)TFT，第二TFT稱為驅(qū)動TFT。
開關(guān)TFT的選通極連接到一條掃描線上，開關(guān)TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到一條信號線上，而另一個區(qū)與驅(qū)動TFT的選通極和電容單元(存儲電容器)的一個電極連接。電容器的另一個電極連接到電源饋線上。驅(qū)動TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到電源饋線上，而另一個區(qū)與電子源單元的一個極連接。
此外，在積極利用驅(qū)動TFT的選通極的寄生電容的情況下，就不一定需要上述的電容器。
采用以上述這種方式構(gòu)成的像素，信號電位通過開關(guān)TFT的源-漏極輸入驅(qū)動TFT的選通極。此時，電容單元(存儲電容器)就保持由作為輸入的信號電位改變的驅(qū)動TFT的選通極電壓。
由于輸入選通極的信號電位而導(dǎo)通的驅(qū)動TFT使一個預(yù)定的電位通過它的源-漏極加到電子源單元的一個電極上。例如，這電位基本上等于電源饋線的電位。這樣，電壓就加在電子源單元的上電極與下電極之間，使電子源單元發(fā)射電子。在這里，存儲電容器所保持的電壓一直保持到有信號從信號線通過開關(guān)TFT輸入。這樣，電子源單元繼續(xù)發(fā)射電子，與之關(guān)聯(lián)的像素就繼續(xù)發(fā)光。
采用上述結(jié)構(gòu)，信號一旦輸入一個像素就得到保持，使這個像素繼續(xù)發(fā)光。因此，可以將每個幀周期的發(fā)光周期設(shè)置得很長。這樣就能減小每單位時間的亮度。也就是說，可以將加在電子源單元的兩個電極(上電極和下電極)之間的電壓設(shè)置得比較低。因此，可以實(shí)現(xiàn)一種以低功率消耗進(jìn)行工作的顯示器。而且，如果采用上述驅(qū)動方法，由于不需要驅(qū)動電路輸出具有高幅度的電壓的信號，因此加在構(gòu)成驅(qū)動電路的器件上的負(fù)載也小。這樣就能實(shí)現(xiàn)一種具有高可靠性的顯示器。
此外，在具有上述結(jié)構(gòu)的像素的顯示裝置中可以采用時間灰度體制。在時間灰度體制中，將一個幀周期分成多個子幀周期，在各個子幀周期內(nèi)為各像素的驅(qū)動TFT選擇導(dǎo)通或截止(OFF)狀態(tài)，從而使各像素處在發(fā)光或不發(fā)光狀態(tài)。對于一個具體的像素來說，它的亮度由在一個幀周期內(nèi)選擇發(fā)光狀態(tài)的那些周期之和表示。
采用上述驅(qū)動方法，灰度數(shù)可以按需要按照劃分子幀周期的方式設(shè)定。因此，與以階梯式改變電壓表示灰度的顯示裝置相比，這種方法更適合多灰度顯示。
這樣，就能在FED內(nèi)實(shí)現(xiàn)低功率消耗、多灰度和高可靠性的操作。
下面將列舉按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置及其驅(qū)動方法的一些例子。
一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的特征是它包括一個電容單元、一條第一信號線、一個選擇使電容單元的一個電極與第一信號線連接的第一開關(guān)、一個按照電容單元所保持的電壓在導(dǎo)通和截止之間切換的第二開關(guān)和一條通過第二開關(guān)與電子源單元的第一電極連接的第二信號線。
一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的特征是它包括一個電容單元、一條第一信號線、一個選擇使電容單元的一個電極與第一信號線連接的開關(guān)和一個按照電容單元所保持的電壓改變電子源單元的第一電極的電位的單元。
一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的特征是它包括一個電容單元、一條第一信號線、一個選擇使電容單元的一個電極與第一信號線連接的第一開關(guān)、一個按照電容單元所保持的電壓在導(dǎo)通和截止之間切換的第二開關(guān)和一個使電容單元的兩個電極短路的第三開關(guān)。
電子源單元包括第一和第二電極和一個在第一和第二電極之間的絕緣層。
一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的特征是它包括一條第一信號、一條第二信號線、一條第三信號線、一個第一TFT和一個第二TFT；第一TFT的選通極連接到第二信號線上，第一TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與第二TFT的選通極連接，而另一個區(qū)連接到第一信號線上；第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到第三信號線上，而另一個區(qū)與電子源單元的第一電極連接。
一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有一個包括一個第一電極、一個第二電極和一個在第一電極與第二電極之間的絕緣層的在第一電極在電位上高于第二電極時第一電極發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的特征是它包括一條第一信號線、一條第二信號線、一條第三信號線、一個第一TFT和一個第二TFT；第一TFT的選通極連接到第二信號線上，第一TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與第二TFT的選通極連接，而另一個區(qū)連接到第一信號線上；第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到第三信號線上，而另一個區(qū)與電子源單元的第二電極連接。
一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有一個包括一個第一電極、一個第二電極和一個在第一電極與第二電極之間的絕緣層的在第一電極在電位上高于第二電極時第一電極發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的特征是它包括一條第一信號線、一條第二信號線、一條第三信號線、一個第一TFT和一個第二TFT；第一TFT的選通極連接到第二信號線上，第一TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與第二TFT的選通極連接，而另一個區(qū)連接到第一信號線上；第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到第三信號線上，而另一個區(qū)與電子源單元的第一電極連接。
這種顯示裝置的特征是它還包括一個配置在一個第三電極與一個第四電極之間的用來保持電壓的電容單元，第三電極連接到第三信號線上，而第四電極與第二TFT的選通極連接。
一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的特征是它包括一條第一信號線、一條第二信號線、一條第三信號線、一條第四信號線、一個第一TFT、一個第二TFT、一個第三TFT和一個配置在一個第三電極與一個第四電極之間的用來保持電壓的電容單元；第一TFT的選通極連接到第二信號線上，第一TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與第二TFT的選通極連接，而另一個區(qū)連接到第一信號線上；第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到第三信號線上，而另一個區(qū)與電子源單元的第一電極連接；第三TFT的選通極連接到第四信號線上，第三TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與電容單元的第三電極連接，而另一個區(qū)連接到第三信號線上；電容單元的第四電極連接到第三信號線上。
一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有一個包括一個第一電極、一個第二電極和一個在第一電極與第二電極之間的絕緣層的在第一電極在電位上高于第二電極時第一電極發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的特征是它包括一條第一信號線、一條第二信號線、一條第三信號線、一條第四信號線、一個第一TFT、一個第二TFT、一個第三TFT和一個配置在一個第三電極與一個第四電極之間的用來保持電壓的電容單元；第一TFT的選通極連接到第二信號線上，第一TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與第二TFT的選通極連接，而另一個區(qū)連接到第一信號線上；第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到第三信號線上，而另一個區(qū)與電子源單元的第二電極連接；第三TFT的選通極連接到第四信號線上，第三TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與電容單元的第三電極連接，而另一個區(qū)連接到第三信號線上；電容單元的第四電極連接到第三信號線上。
一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有一個包括一個第一電極、一個第二電極和一個在第一電極與第二電極之間的絕緣層的在第一電極在電位上高于第二電極時第一電極發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的特征是它包括一條第一信號線、一條第二信號線、一條第三信號線、一條第四信號線、一個第一TFT、一個第二TFT、一個第三TFT和一個配置在一個第三電極與一個第四電極之間的用來保持電壓的電容單元；第一TFT的選通極連接到第二信號線上，第一TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與第二TFT的選通極連接，而另一個區(qū)連接到第一信號線上；第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到第三信號線上，而另一個區(qū)與電子源單元的第一電極連接；第三TFT的選通極連接到第四信號線上，第三TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與電容單元的第三電極連接，而另一個區(qū)連接到第三信號線上；電容單元的第四電極連接到第三信號線上。
電子設(shè)備可以應(yīng)用這種顯示裝置。
按照本發(fā)明，驅(qū)動一個具有一個在兩個電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法包括有選擇地將一個輸入一條信號線的信號的電位輸入一個電容單元的一個電極，使這個電容單元保持一個預(yù)定的電壓。按照這樣保持的電壓選擇在一條電源線與電子源單元的一個電極之間的連接，使在電子源單元的連接到電源線上的這個電極的電位與另一個電極的電位之間有一個電位差。因此電子源單元發(fā)射電子，而這樣發(fā)射的電子投射到一個熒光體上。于是，熒光體發(fā)光，像素進(jìn)入發(fā)光狀態(tài)。
按照本發(fā)明，驅(qū)動一個具有一個在兩個電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法包括有選擇地將一個輸入一條信號線的信號的電位輸入一個電容單元的一個電極，使這個電容單元保持一個預(yù)定的電壓。按照這樣保持的電壓選擇在一條電源線與電子源單元的一個電極之間的連接。這樣，在電子源單元的連接到電源線上的這個電極的電位與另一個電極的電位之間有一個電位差。因此電子源單元發(fā)射電子，而這樣發(fā)射的電子投射到一個熒光體上。于是，熒光體發(fā)光，像素進(jìn)入發(fā)光狀態(tài)。解除電容單元所保持的電壓，以中斷在電源線與電子源單元的一個電極之間的連接。從而停止電子源單元發(fā)射電子，使像素進(jìn)入不發(fā)光狀態(tài)。
按照本發(fā)明，一種驅(qū)動具有一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法包括利用一個第一信號選擇一個第一開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)和將一個第二信號輸入一個第二開關(guān)。因此可以使一個第二開關(guān)處在導(dǎo)通狀態(tài)。此外，保持第二開關(guān)的狀態(tài)。通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第二開關(guān)將一個第三信號輸入電子源單元的第一電極。在電子源單元的輸入第三信號的這個電極的電位與另一個電極的電位之間的電位差使電子源單元發(fā)射電子，而因此發(fā)射的電子投射到一個熒光體上。于是，熒光體發(fā)光，像素進(jìn)入發(fā)光狀態(tài)。
按照本發(fā)明，一種驅(qū)動采用一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法包括將一個第一數(shù)字信號輸入一個第一TFT的選通極，以選擇第一TFT的導(dǎo)通狀態(tài)。于是一個第二數(shù)字信號通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第一TFT的源-漏極輸入一個第二TFT的選通極。第二TFT的導(dǎo)通狀態(tài)由第二數(shù)字信號選擇。一個電源的電位通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第二TFT的源-漏極輸入電子源單元的第一電極，在電子源單元的第一電極與第二電極之間提供一個預(yù)定的電壓。因此，電子源單元發(fā)射電子，而這樣發(fā)射的電子投射到一個熒光體上。于是，熒光體發(fā)光，像素進(jìn)入發(fā)光狀態(tài)。
第二數(shù)字信號可以在一個幀周期期間幾次輸入第二TFT。
按照本發(fā)明，一種驅(qū)動一個具有一個包括一個第一電極、一個第二電極和一個在第一電極與第二電極之間的絕緣層的在第一電極在電位上高于第二電極時第一電極發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法包括將一個第一數(shù)字信號輸入一個第一TFT的選通極，以選擇第一TFT的導(dǎo)通狀態(tài)。于是一個第二數(shù)字信號通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第一TFT的源-漏極輸入一個第二TFT的選通極，選擇第二TFT的導(dǎo)通狀態(tài)。一個電源的電位通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第二TFT的源-漏極輸入電子源單元的第二電極，在電子源單元的第一電極與第二電極之間提供一個預(yù)定的電壓。因此，電子源單元發(fā)射電子，而這樣發(fā)射的電子投射到一個熒光體上。于是，熒光體發(fā)光，像素進(jìn)入發(fā)光狀態(tài)。
按照本發(fā)明，一種驅(qū)動一個具有一個包括一個第一電極、一個第二電極和一個在第一電極與第二電極之間的絕緣層的在第一電極在電位上高于第二電極時第一電極發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法包括將一個第一數(shù)字信號輸入一個第一TFT的選通極，以選擇第一TFT的導(dǎo)通狀態(tài)。于是一個第二數(shù)字信號通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第一TFT的源-漏極輸入一個第二TFT的選通極，選擇第二TFT的導(dǎo)通狀態(tài)。一個電源的電位通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第二TFT的源-漏極輸入電子源單元的第一電極，在電子源單元的第一電極與第二電極之間提供一個預(yù)定的電壓。因此，電子源單元發(fā)射電子，而這樣發(fā)射的電子投射到一個熒光體上。于是，熒光體發(fā)光，像素進(jìn)入發(fā)光狀態(tài)。
第二數(shù)字信號可以在一個幀周期期間幾次輸入第二TFT。
由第二數(shù)字信號確定的第二TFT的選通極電壓由一個在第二TFT的選通極與源極區(qū)或漏極區(qū)之間的寄生電容部分保持。
按照本發(fā)明，一種驅(qū)動采用一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法包括將一個第一數(shù)字信號輸入一個第一TFT的選通極，以選擇第一TFT的導(dǎo)通狀態(tài)。一個第二數(shù)字信號通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第一TFT的源-漏極輸入一個第二TFT的選通極，以選擇第二TFT的導(dǎo)通狀態(tài)。利用一個電容單元保持由第二數(shù)字信號確定的第二TFT的選通極電壓。一個電源的電位通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第二TFT的源-漏極輸入電子源單元的第一電極，使在電子源單元的第一電極與第二電極之間有一個預(yù)定的電壓。因此，電子源單元發(fā)射電子，而這樣發(fā)射的電子投射到一個熒光體上。于是，熒光體發(fā)光，像素進(jìn)入發(fā)光狀態(tài)。此外，使一個與電容單元并聯(lián)的第三TFT導(dǎo)通，從而放掉電容單元所保持的電荷。因此，第二TFT進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，使電子源單元不發(fā)射電子。于是，像素進(jìn)入不發(fā)光狀態(tài)。
電子設(shè)備可以采用驅(qū)動以上顯示裝置的方法。
附圖簡要說明

圖1為示出按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置內(nèi)的像素區(qū)的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為例示驅(qū)動按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置的方法的定時圖；圖3為示出按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置內(nèi)的一個像素的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖4為示出按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置內(nèi)的像素區(qū)的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5為例示驅(qū)動按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置的方法的定時圖；圖6為示出一個MIM型電子源單元的結(jié)構(gòu)的剖視圖7為示出像素區(qū)的結(jié)構(gòu)的電路圖和示出在傳統(tǒng)的顯示裝置內(nèi)的一個像素的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖8為例示驅(qū)動傳統(tǒng)的顯示裝置的方法的定時圖；圖9為示出在傳統(tǒng)的顯示裝置內(nèi)的像素區(qū)的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10為示出按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置內(nèi)的一個信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖11為示出按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置內(nèi)的一個掃描線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖12A至C為示出應(yīng)用按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置的電子設(shè)備的示意圖；以及圖13A和B為示出在按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置的一個像素內(nèi)的驅(qū)動TFT的結(jié)構(gòu)的示意圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說明下面將結(jié)合圖1說明按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置的結(jié)構(gòu)。在圖1中，電子源單元標(biāo)為104。構(gòu)成電子源單元的兩個電極分別標(biāo)為105、106。
可以用以圖6所示方式構(gòu)成的單元作為電子源單元104。此外，這個單元不局限于圖6所示的電子源單元。采用已知的電子源單元也是可以的。
在像素區(qū)配置的有在x方向(行方向)相繼排列的信號線S1至Sx、電源饋線V1至Vx和在y方向(列方向)排列的掃描線G1至Gy。各像素分別配置在這些掃描線與信號線的相應(yīng)交點(diǎn)處。
這些像素各包括一個開關(guān)TFT 101、一個驅(qū)動TFT 102、一個存儲電容器103和一個電子源單元104。開關(guān)TFT 101的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到信號線S1至Sx中的一條信號線上，而另一個區(qū)與驅(qū)動TFT102的選通極和存儲電容器103的一個電極連接在一起。開關(guān)TFT 101的選通極連接到掃描線G1至Gy中的一條掃描線上。驅(qū)動TFT 102的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到電源饋線V1至Vx中的一條電源饋線上，而另一個區(qū)與電子源單元104的一個電極105連接。存儲電容器103的沒有與驅(qū)動TFT的選通極連接的那側(cè)連接到電源饋線V1至Vx中的一條電源饋線上。
此外，可以將驅(qū)動TFT 102的選通極的寄生電容積極地用來代替存儲電容器103。
這里，電子源單元104的電極(上電極和下電極)中與驅(qū)動TFT 102連接的那個電極稱為像素電極(pixel electrode)，而不與驅(qū)動TFT102連接的另一個電極稱為相對電極(facing electrode)。
所有像素的電子源單元104的相對電極106都給予一個預(yù)定的電位Vcom。
輸入掃描線G1至Gy和信號線S1至Sx都是分別與“Hi(高電平)”或“Lo(低電平)”相應(yīng)的“0”或“1”的數(shù)字信號。在一個它的開關(guān)TFT 101由來自一條掃描線的信號導(dǎo)通的像素內(nèi)，來自一條信號線的數(shù)字信號輸入驅(qū)動TFT 102的選通極，使驅(qū)動TFT 102處于導(dǎo)通(導(dǎo)通)或截止(截止)狀態(tài)。
此外，由于驅(qū)動TFT 102的選通極電壓由存儲電容器103保持，一個像素如果有來自一條信號線的信號通過開關(guān)TFT 101輸入使驅(qū)動TFT102導(dǎo)通，就繼續(xù)處在導(dǎo)通狀態(tài)，直到以后有信號通過開關(guān)TFT 101輸入驅(qū)動TFT 102的選通極。
在一個它的驅(qū)動TFT導(dǎo)通的像素內(nèi)，電源饋線的電位通過驅(qū)動TFT102的源-漏極加到電子源單元104的電極105上。電源饋線V1至Vx保持在一個電源電位VVL上。在這里，將電子源單元104的相對電極的電位Vcom和電源電位VVL設(shè)置成在與它們之間的電位差相應(yīng)的電壓加到電子源單元104的兩個電極之間時使電子源單元發(fā)射電子。與電子源單元發(fā)射電子時在相對電極的電位Vcom與電源電位VVL之間的電位差相應(yīng)的電壓稱為驅(qū)動電壓。
使驅(qū)動TFT 102處在導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)就選擇了是否將驅(qū)動電壓加在電子源單元104的像素電極105與相對電極106之間。這樣也就選擇了電子源單元104是否發(fā)射電子，從而可以選擇使相應(yīng)像素處在發(fā)光或不發(fā)光狀態(tài)。
圖2示出了一種驅(qū)動以圖1所示方式構(gòu)成的顯示裝置的方法的定時圖。
在這里，選擇一條掃描線意味著選擇一個使選通極連接到這條掃描線上的TFT導(dǎo)通的狀態(tài)。
將一個幀周期分成多個子幀周期SF1至SFn。在第一子幀周期內(nèi)，選擇掃描線G1，將信號相繼輸入信號線S1至Sx。此時，其他掃描線G2至Gy未選中。這樣，就選擇了使第一行內(nèi)的驅(qū)動TFT 102處在導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)，從而選擇了使第一行內(nèi)的像素處在發(fā)光或不發(fā)光狀態(tài)。接著，只選擇掃描線G2，將信號相繼輸入信號線S1至Sx。這樣，就選擇了使第二行內(nèi)的驅(qū)動TFT 102處在導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)，從而選擇了使第二行內(nèi)的像素處在發(fā)光或不發(fā)光狀態(tài)。對于所有的掃描線G1至Gy重復(fù)同樣的過程，從而選擇了使所有的像素處在發(fā)光或不發(fā)光狀態(tài)。來自信號線的信號輸入相應(yīng)像素選擇使驅(qū)動TFT 102處在導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)的時間標(biāo)為寫入周期Ta。特別，在第一子幀周期SF1內(nèi)的寫入周期標(biāo)為Ta1。在寫入周期Ta內(nèi)，選成處在導(dǎo)通狀態(tài)的驅(qū)動TFT 102的選通極的電位由存儲電容器繼續(xù)保持，即使是在所配合的開關(guān)TFT 101進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)后。因此，一個它的驅(qū)動TFT 102選成導(dǎo)通狀態(tài)的像素在寫入周期后繼續(xù)發(fā)射電子。各像素在寫入周期Ta后進(jìn)行顯示的時間標(biāo)為顯示周期Ts。具體地說，與第一子幀周期相應(yīng)的顯示周期標(biāo)為Ts1。這樣，就結(jié)束了第一子幀周期SF1。
在第二子幀周期內(nèi)，以與在第一子幀周期內(nèi)相同的方式在寫入周期Ta2內(nèi)選擇使所有的像素的驅(qū)動TFT 102處在導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)，然后開始顯示一個顯示周期Ts2。
在所有的子幀周期SF1至SFn內(nèi)重復(fù)以上操作。
灰度由將在一個幀周期的各個子幀周期的顯示周期Ts1至Tsn內(nèi)相應(yīng)像素選成發(fā)光狀態(tài)的顯示周期之和表示。
在例如一個輸入n比特的數(shù)字信號表示2n個灰度的顯示器中，可以通過將一個幀周期劃分為n個子幀周期SF1至SFn和選擇出現(xiàn)發(fā)光狀態(tài)的子幀周期來顯示灰度，各子幀周期的顯示周期Ts1至Tsn的持續(xù)時間的比例為20∶2-1∶2-2∶...∶2-(n-2)∶2-(n-1)。
下面將結(jié)合一個具體的例子來說明設(shè)置以上子幀周期的方式。為了顯示8個灰度，假設(shè)n為3，一個幀周期分成三個子幀周期SF1至SF3，因此這些子幀周期的顯示周期的持續(xù)時間的比例為Ts1∶Ts2∶Ts3＝4∶2∶1.此時，在子幀周期SF1選成發(fā)光狀態(tài)而在其他子幀周期SF2、SF3選成不發(fā)光狀態(tài)的像素所顯示的亮度等于在所有子幀周期的顯示周期都發(fā)光的情況下的亮度的57％。同時，只在SF3內(nèi)選成發(fā)光狀態(tài)的像素所顯示的亮度等于在所有子幀周期的顯示周期都發(fā)光的情況下的亮度的14％。
此外，設(shè)置子幀周期的方式并不局限于上面所說明的這種方式。
此外，也可以執(zhí)行將信號同時寫入在一個行內(nèi)的各像素的驅(qū)動方法(行順序驅(qū)動)。
本發(fā)明可以提供一種以上述方式構(gòu)成的FED，這種FED可以以低功率消耗方式工作，高可靠地實(shí)現(xiàn)多灰度顯示。
實(shí)施例圖3為示出按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的例子的剖視圖。在圖3中，在一個具有一個絕緣表面的基底40上形成了一個開關(guān)TFT 41、一個驅(qū)動TFT 42、一個存儲電容器43和一個電子源單元57。電子源單元57包括一個下電極58、一個上電極63和一層夾在下電極58與上電極63之間的絕緣薄膜59，這些部分都處在一層由一種絕緣材料形成的隔層薄膜56上。在這里標(biāo)注數(shù)字46所標(biāo)的是選通極絕緣薄膜，53所標(biāo)的是隔層薄膜，61所標(biāo)的是保護(hù)性絕緣層，60a所標(biāo)的是接觸電極，60b所標(biāo)的是上電極總線，以及62所標(biāo)的是保護(hù)性電極。
開關(guān)TFT 41的選電壓50連接到一條掃描線(未示出)上。開關(guān)TFT的摻雜區(qū)44連接到一條信號線54上，而摻雜區(qū)45與驅(qū)動TFT 42的選通極51和存儲電容器43的一個電極52連接在一起。存儲電容器43的另一個電極49通過布線連接到一條電源饋線(未示出)上。驅(qū)動TFT的摻雜區(qū)47通過布線連接到一條電源饋線(未示出)上，摻雜區(qū)48通過電極55與電子源單元57的下電極58連接。所有像素內(nèi)的電子源單元57的上電極63都通過接觸電極60a和上電極總線60b加有一個預(yù)定的電位。
這里，摻雜區(qū)相當(dāng)于TFT的源極區(qū)或漏極區(qū)。此外，在摻雜區(qū)44是源極區(qū)的情況下，摻雜區(qū)45相當(dāng)于漏極區(qū)，而在摻雜區(qū)44是漏極區(qū)的情況下，摻雜區(qū)45相當(dāng)于源極區(qū)。同樣，在摻雜區(qū)47是源極區(qū)的情況下，摻雜區(qū)48相當(dāng)于漏極區(qū)，而在摻雜區(qū)47是漏極區(qū)的情況下，摻雜區(qū)48相當(dāng)于源極區(qū)。
雖然像素電極在圖3中規(guī)定為下電極58，但是它也可以是上電極。在這種情況下，所有像素的下電極加有一個預(yù)定的電位。
開關(guān)TFT 41和驅(qū)動TFT 42可以是N溝道型TFT，也可以是P溝道型TFT。
基底64配置成朝著基底40的配置有電子源單元57的表面。此外，基底64是透光的。配置在基底64上的有與電子源單元57的電子發(fā)射區(qū)69相對的熒光體65。一種黑間質(zhì)68配置在熒光體65的周圍。此外，熒光體65形成在一個具有金屬底層66的表面上。在基底40與基底64之間的區(qū)域66保持真空。
可以用一些已知的方法來制造開關(guān)TFT 41、驅(qū)動TFT 42和存儲電容器43。此外，在形成這些TFT時，形成由絕緣材料形成的隔層薄膜56，再在隔層薄膜56上形成電子源單元。此時，需要選擇隔層薄膜53、56的材料和厚度，充分減小由于開關(guān)TFT 41、驅(qū)動TFT 42、存儲電容器43、布線54、55等引起的不規(guī)則形狀，提供平整的表面。
在經(jīng)平整的絕緣表面上形成電子源單元57。此外，在形成電子源單元前可以在經(jīng)平整的隔層薄膜56上形成與驅(qū)動TFT 42的布線55的接觸孔，以使下電極與驅(qū)動TFT 42的布線55連接?；蛘?，也可以在形成使下電極與驅(qū)動TFT 42的布線55連接的布線后再形成下電極?？梢杂靡恍┮阎姆椒▉碇圃祀娮釉磫卧?7。
這里，可以用電子源單元57的下電極58作為像素各TFT(開關(guān)TFT41，驅(qū)動TFT 42)的屏蔽薄膜。此外，一個電子源單元不一定要配置成與構(gòu)成一個像素的這些TFT(一個開關(guān)TFT，一個驅(qū)動TFT)交疊。
由于驅(qū)動以上述方式構(gòu)成的顯示裝置的方法與在實(shí)施例中所說明的相同，因此不再予以說明。
由于在按照這個實(shí)施例構(gòu)成的顯示裝置內(nèi)電子源單元配置成與各自像素的TFT交疊，因此可以形成很細(xì)小的像素。
此外，雖然在這個實(shí)施例中作為典型示出的顯示器(FED)中，信號通過兩個TFT和一個存儲電容器的作用輸入以圖3所示的方式構(gòu)成的MIM型電子源單元的電極，進(jìn)行顯示，但是本發(fā)明也可以用于已知的以其他方式構(gòu)成的電子源單元，諸如以其他方式構(gòu)成的MIM型電子源單元、以與MIM型不同的其他方式構(gòu)成的電子源單元之類。
圖4示出了按照本實(shí)施例設(shè)計(jì)的顯示裝置的像素區(qū)的結(jié)構(gòu)。排列在像素區(qū)的有信號線S1至Sx、掃描線G1至Gy、電源饋線V1至Vx和復(fù)位信號線R1至Ry。各像素分別包括一個開關(guān)TFT(第一TFT)101、一個驅(qū)動TFT(第二TFT)102、一個擦除TFT(第三TFT)108、一個電子源單元104和一個存儲電容器103。
在每個像素內(nèi)，開關(guān)TFT 101的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到信號線S1至Sx中的一條信號線上，而另一個區(qū)與驅(qū)動TFT 102的選通極和存儲電容器103的一個電極連接在一起。存儲電容器103的另一個電極連接到電源饋線V1至Vx中的一條電源饋線上，開關(guān)TFT 101的選通極連接到掃描線G1至Gy中的一條掃描線上。驅(qū)動TFT 102的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到電源饋線V1至Vx中的一條電源饋線上，而另一個區(qū)與電子源單元104的下電極105連接。擦除TFT 108的選通極連接到復(fù)位信號線R1至Ry中的一條復(fù)位信號線上，擦除TFT 108的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與驅(qū)動TFT 102的選通極連接，而另一個區(qū)連接到電源饋線V1至Vx中的一條電源饋線上。
在圖4中，像素電極用作下電極，所有像素的上電極加有一個預(yù)定的電位。然而，也可以將像素電極用作上電極。在這種情況下，所有像素的下電極加有一個預(yù)定的電位。
開關(guān)TFT，驅(qū)動TFT和擦除TFT可以是N溝道型TFT，也可以是P溝道型TFT。
下面將結(jié)合圖5所示的定時圖說明驅(qū)動以上述方式構(gòu)成的顯示裝置的方法。
由于電子源單元104在各像素的存儲電容器103上保持有電荷和使驅(qū)動TFT 102導(dǎo)通的狀態(tài)下發(fā)射電子的過程與在前面的實(shí)施例中所說明的相同，因此在這里不再說明。此外，假設(shè)擦除TFT在信號從信號線S1至Sx寫入存儲電容器103時進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。
在圖5中，在相繼選擇掃描線G1至Gy的同時，相應(yīng)假設(shè)相繼選擇信號線S1至Sx(點(diǎn)順序驅(qū)動)。
此外，也可以執(zhí)行信號同時寫入在一個行內(nèi)的各像素的驅(qū)動方法(行順序驅(qū)動)。
電荷保存在各像素的存儲電容器103內(nèi)，使驅(qū)動TFT 102導(dǎo)通。這樣，電子源單元104就發(fā)射電子。因此，在一個寫入周期Ta后，開始一個顯示周期Ts。在顯示周期Ts開始后經(jīng)過一段預(yù)定時間時，輸入復(fù)位信號線R1至Ry的信號使擦除TFT L08導(dǎo)通。于是，相應(yīng)存儲電容器103的兩個電極短路，放掉積累在存儲電容器103內(nèi)的電荷。因此，使驅(qū)動TFT 102截止。這種操作稱為復(fù)位操作。此外，執(zhí)行復(fù)位操作的這段時間稱為復(fù)位周期，在圖中示為Re1至Ren。
在本實(shí)施例中，擦除TFT 108用來執(zhí)行復(fù)位操作，使像素在下一個寫入周期開始前一直處在不發(fā)光狀態(tài)(在圖5中示為不顯示周期)。
在驅(qū)動包括以圖1所示方式構(gòu)成的像素的顯示裝置的方法中，在一個子幀周期的寫入周期與一個不同的子幀周期的寫入周期交疊時，信號通常不輸入相應(yīng)像素。因此，有必要在一個子幀周期內(nèi)將顯示周期Ts設(shè)置得比將信號輸入所有像素的時間(寫入周期Ta)長，但采用以圖4所示方式構(gòu)成的顯示裝置可以將一個子幀周期內(nèi)的顯示周期Ts設(shè)置得比將信號輸入所有像素所需的時間短。
本實(shí)施例可以結(jié)合第一實(shí)施例付諸實(shí)踐。
此外，還示出了一個在采用信號逐像素輸入的驅(qū)動方法(點(diǎn)順序驅(qū)動)的情況下信號線驅(qū)動電路的例子。
圖10示出了一個信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。這個信號線驅(qū)動電路包括一個移位寄存器8801和一個鎖存電路8802。移位寄存器8801和鎖存電路8802可以自由地采用以已知的方式構(gòu)成的電路。
這里，雖然圖10作為代表地只示出了與信號線S3相應(yīng)的鎖存電路8802，但是對于所有的信號線S1至Sx來說，都配有一個這樣的鎖存電路8802。
輸入移位寄存器8801的有時鐘脈沖CLK、與時鐘脈沖CLK反相的反相時鐘脈沖CLKB、觸發(fā)脈沖SP和掃描換向信號SL/R。因此，采樣脈沖分別從配置在移位寄存器8801的各級的NAND電路輸出。數(shù)字信號從數(shù)字信號輸入線VD輸入鎖存電路8802，由鎖存電路8802按照移位寄存器8801輸出的采樣脈沖依次保存。這樣，數(shù)字信號就相繼地輸出給各信號線。
信號線驅(qū)動電路可以在一個具有絕緣表面的基底上用一些TFT形成。構(gòu)成信號線驅(qū)動電路的TFT可以與構(gòu)成像素的各TFT(開關(guān)TFT，驅(qū)動TFT)一起形成。
在同一個基底上形成像素和信號線驅(qū)動電路可以明顯減小像素與信號線驅(qū)動電路之間的布線電容和布線電阻。而且，這種顯示裝置生產(chǎn)成本低，也可以做得很小。
此外，雖然在本實(shí)施例中作為例子所舉的是具有移位寄存器的信號線驅(qū)動電路，但是在本發(fā)明中信號線驅(qū)動電路也可以使用解碼器之類的電路。
本實(shí)施例可以自由地結(jié)合第一和第二實(shí)施例付諸實(shí)踐。
這個掃描線驅(qū)動電路包括一個移位寄存器3601和緩存器3610。
輸入移位寄存器3601的有時鐘脈沖G_CLK、與時鐘脈沖G_CLK反相的反相時鐘脈沖G_CLKB、觸發(fā)脈沖G_SP和掃描換向信號U/D。因此，脈沖相繼從配置在移位寄存器3601的各級的NAND電路輸出。這些脈沖通過緩存器3610輸出給掃描線G1至Gy。這樣，掃描線驅(qū)動電路逐個選擇信號線。
掃描線驅(qū)動電路可以在一個具有絕緣表面的基底上用一些TFT形成。構(gòu)成掃描線驅(qū)動電路的TFT可以與構(gòu)成像素的各TFT(開關(guān)TFT，驅(qū)動TFT)一起形成。
在同一個基底上形成像素和掃描線驅(qū)動電路可以明顯減小像素與掃描線驅(qū)動電路之間的布線電容和布線電阻。而且，這種顯示裝置生產(chǎn)成本低，也可以做得很小。
此外，在具有在第二實(shí)施例中所示的像素的顯示裝置中，將信號輸入復(fù)位信號線的驅(qū)動電路可以采用以與掃描線驅(qū)動電路相同的方式構(gòu)成的電路。
此外，雖然在本實(shí)施例中作為例子所舉的是具有移位寄存器的掃描線驅(qū)動電路，但是在本發(fā)明中掃描線驅(qū)動電路也可以使用解碼器之類的電路。
本實(shí)施例可以自由地結(jié)合第一，第二和第三實(shí)施例付諸實(shí)踐。
圖12A示意性地示出了應(yīng)用按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置的個人計(jì)算機(jī)。這個計(jì)算機(jī)包括本體2702a、機(jī)盒2702b、顯示裝置2702c、操作開關(guān)2702d、電源開關(guān)2702e和外部輸入端口2702f。顯示裝置2702c可用按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置。
圖12B示意性地示出了應(yīng)用按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置的圖像重放設(shè)備。這個圖像重放設(shè)備包括本體2703a、機(jī)殼2703b、記錄媒體2703c、顯示裝置2703d、音響輸出設(shè)備2703e和操作開關(guān)2703f。顯示裝置2703d可用按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置。
圖12C示意性地示出了使用按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置的電視接收機(jī)。這個電視接收機(jī)包括本體2704a、機(jī)殼2704b、顯示裝置2704c和操作開關(guān)2704d。顯示裝置2704c可用按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置。
本發(fā)明并不局限于用于上述電子設(shè)備，還可以用于其他各種電子設(shè)備。
本實(shí)施例可以自由地結(jié)合第一，第二，第三和第四實(shí)施例付諸實(shí)踐。
驅(qū)動一個電子源單元的電壓要高于使一個利用場致發(fā)光效應(yīng)的單元發(fā)光所需的電壓。因此，采用按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置，要將比較高的電壓加到配置在各像素內(nèi)的TFT上，特別是與電子源單元串聯(lián)的驅(qū)動TFT上。所以，為了改善可靠性需要采用耐高電壓的TFT。
下面將說明配置在各像素內(nèi)的驅(qū)動TFT的結(jié)構(gòu)。在這里所說明的是驅(qū)動TFT是N溝道型TFT的例子。此外，還說明N溝道型驅(qū)動TFT的漏極區(qū)與電子源單元的一個電極連接而它的源極區(qū)連接到一條電源饋線上的例子。
圖13A為示出配置在按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的顯示裝置的各像素內(nèi)的一個TFT的結(jié)構(gòu)的頂視圖。圖13B為沿圖13A中剖線a-a′切剖的剖視圖。在圖13A和13B中同樣的部分標(biāo)為同樣的標(biāo)注數(shù)字。此外，圖中省略了在TFT上形成的隔層、與源極區(qū)和漏極區(qū)電連接的布線(源極布線，漏極布線)、電子源單元等。
標(biāo)注數(shù)字400所標(biāo)的是具有一個絕緣表面的基底，405所標(biāo)的是半導(dǎo)體活化層，404所標(biāo)的是選通極，以及401所標(biāo)的是選通極絕緣薄膜。半導(dǎo)體活化層405包括第一摻雜區(qū)402(402a，402b)、第二摻雜區(qū)403和溝道區(qū)406。第一摻雜區(qū)402a相當(dāng)于漏極區(qū)，而摻雜區(qū)402b相當(dāng)于源極區(qū)。第二摻雜區(qū)403是具有確定導(dǎo)電類型的比第一摻雜區(qū)402低的雜質(zhì)濃度的摻雜區(qū)(以下稱為LDD區(qū))。因此，這個TFT由于在漏極區(qū)的一側(cè)配置了這種LDD區(qū)，耐壓可以增大。此外，所希望的是LDD區(qū)具有2μm至6μm左右的寬度(在圖13B中標(biāo)為WLDD)。
雖然說明的是對于驅(qū)動TFT是N溝道型驅(qū)動TFT的情況，但本發(fā)明也可以用于驅(qū)動TFT是P溝道型驅(qū)動TFT的情況。
這樣，就可以得到具有高可靠性的顯示裝置。
本實(shí)施例可以自由地結(jié)合第一至第五實(shí)施例付諸實(shí)踐。
按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的特征是它包括一個電容單元、一條第一信號線、一個使電容單元的一個電極與選中的第一信號線連接的開關(guān)和一個按照電容單元所保持的電壓改變電子源單元的第一電極的電位的單元。采用以上結(jié)構(gòu)，就可以得到這種功率消耗低、可靠性高的FED。
按照本發(fā)明，驅(qū)動一個具有一個在兩個電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法包括有選擇地將一個輸入一條信號線的信號的電位輸入一個電容單元的一個電極，使這個電容單元保持一個預(yù)定的電壓。按照這樣保持的電壓選擇一條電源線與電子源單元的一個電極之間的連接。在電子源單元的連接到電源線上的這個電極的電位與另一個電極的電位之間有一個電位差。因此電子源單元發(fā)射電子，而這樣發(fā)射的電子投射到一個熒光體上。于是，熒光體發(fā)光，像素進(jìn)入發(fā)光狀態(tài)。以上述這樣的方式可以提供驅(qū)動功率消耗低、可靠性高而又能顯示多灰度的FED的方法。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，所述顯示裝置包括一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元；一個電容單元；一條第一信號線；一個選擇使電容單元的一個電極與第一信號線連接的第一開關(guān)；一個按照在電容單元上保持的電壓在導(dǎo)通和截止之間切換的第二開關(guān)；以及一條通過第二開關(guān)與電子源單元的第一電極連接的第二信號線。
2.一種顯示裝置，所述顯示裝置包括一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元；一個電容單元；一條第一信號線；一個選擇使電容單元的一個電極與第一信號線連接的開關(guān)；以及一個按照在電容單元上保持的電壓改變電子源單元的第一電極的電位的單元。
3.一種顯示裝置，所述顯示裝置包括一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元；一個電容單元；一條第一信號線；一個選擇使電容單元的一個電極與第一信號線連接的第一開關(guān)；一個按照在電容單元上保持的電壓在導(dǎo)通和截止之間切換的第二開關(guān)；以及一個使電容單元的兩個電極短路的第三開關(guān)。
4.按照權(quán)利要求1至3中任何一個權(quán)利要求所述的顯示裝置，其中所述電子源單元包括第一和第二電極以及一個在第一和第二電極之間的絕緣層。
5.一種顯示裝置，所述顯示裝置包括一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元；一條第一信號線；一條第二信號線；一條第三信號線；一個第一TFT；以及一個第二TFT，其中第一TFT的選通極連接到第二信號線上，第一TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與第二TFT的選通極連接，而另一個區(qū)連接到第一信號線上；以及第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到第三信號線上，而另一個區(qū)與電子源單元的第一電極連接。
6.一種顯示裝置，所述顯示裝置包括一個包括一個第一電極、一個第二電極和一個在第一電極與第二電極之間的絕緣層的在第一電極在電位上高于第二電極時第一電極發(fā)射電子的電子源單元；一條第一信號線；一條第二信號線；一條第三信號線；一個第一TFT；以及一個第二TFT，其中第一TFT的選通極連接到第二信號線上，第一TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與第二TFT的選通極連接，而另一個區(qū)連接到第一信號線上；以及第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到第三信號線上，而另一個區(qū)與電子源單元的第二電極連接。
7.一種顯示裝置，所述顯示裝置包括一個包括一個第一電極、一個第二電極和一個在第一電極與第二電極之間的絕緣層的在第一電極在電位上高于第二電極時第一電極發(fā)射電子的電子源單元；一條第一信號線；一條第二信號線；一條第三信號線；一個第一TFT；以及一個第二TFT，其中第一TFT的選通極連接到第二信號線上，第一TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與第二TFT的選通極連接，而另一個區(qū)連接到第一信號線上，以及第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到第三信號線上，而另一個區(qū)與電子源單元的第一電極連接。
8.按照權(quán)利要求5至7中任何一個權(quán)利要求所述的顯示裝置，所述顯示裝置還包括一個配置在一個第三電極與一個第四電極之間的用來保持電壓的電容單元，其中第三電極連接到第三信號線上，而第四電極與第二TFT的選通極連接。
9.一種顯示裝置，所述顯示裝置包括一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有電壓時發(fā)射電子的電子源單元；一條第一信號線；一條第二信號線；一條第三信號線；一條第四信號線；一個第一TFT；一個第二TFT；一個第三TFT；以及一個配置在一個第三電極與一個第四電極之間的用來保持電壓的電容單元，其中第一TFT的選通極連接到第二信號線上，第一TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與第二TFT的選通極連接，而另一個區(qū)連接到第一信號線上第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到第三信號線上，而另一個區(qū)與電子源單元的第一電極連接；第三TFT的選通極連接到第四信號線上，第三TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與電容單元的的第三電極連接，而另一個區(qū)連接到第三信號線上；以及電容單元的第四電極連接到第三信號線上。
10.一種顯示裝置，所述顯示裝置包括一個包括一個第一電極、一個第二電極和一個在第一電極與第二電極之間的絕緣層的在第一電極在電位上高于第二電極時第一電極發(fā)射電子的電子源單元；一條第一信號線；一條第二信號線；一條第三信號線；一條第四信號線；一個第一TFT；一個第二TFT；一個第三TFT；以及一個配置在一個第三電極與一個第四電極之間的用來保持電壓的電容單元，其中第一TFT的選通極連接到第二信號線上，第一TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與第二TFT的選通極連接，而另一個區(qū)連接到第一信號線上；第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到第三信號線上，而另一個區(qū)與電子源單元的第二電極連接；第三TFT的選通極連接到第四信號線上，第三TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與電容單元的第三電極連接，而另一個區(qū)連接到第三信號線上；以及電容單元的第四電極連接到第三信號線上。
11.一種顯示裝置，所述顯示裝置包括一個包括一個第一電極、一個第二電極和一個在第一電極與第二電極之間的絕緣層的在第一電極在電位上高于第二電極時第一電極發(fā)射電子的電子源單元；一條第一信號線；一條第二信號線；一條第三信號線；一條第四信號線；一個第一TFT；一個第二TFT；一個第三TFT；以及一個配置在一個第三電極與一個第四電極之間的用來保持電壓的電容單元，其中第一TFT的選通極連接到第二信號線上，第一TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與第二TFT的選通極連接，而另一個區(qū)連接到第一信號線上第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)連接到第三信號線上，而另一個區(qū)與電子源單元的第一電極連接；以及第三TFT的選通極連接到第四信號線上，第三TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個區(qū)與電容單元的第三電極連接，而另一個區(qū)連接到第三信號線上以及 電容單元的第四電極連接到第三信號線上。
12.按照權(quán)利要求1-3、5-7和9-11中任何一個權(quán)利要求所述的顯示裝置，其中所述顯示裝置用于一個從包括個人計(jì)算機(jī)、圖像重放設(shè)備和電視機(jī)的組中選出的電子設(shè)備。
13.一種驅(qū)動一個具有一個在兩個電極之間加有電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法，所述方法包括下列步驟有選擇地將一個輸入一個信號線的信號的電位輸入一個電容單元的一個電極；按照電容單元所保持的電壓選擇一條電源線與電子源單元的一個電極之間的連接；以及使在電子源單元的連接到電源線上的這個電極的電位與另一個電極的電位之間有一個電位差，從而使電子源單元發(fā)射電子。
14.一種驅(qū)動一個具有一個在兩個電極之間加有電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法，所述方法包括下列步驟有選擇地將一個輸入一個信號線的信號的電位輸入一個電容單元的一個電極；按照電容單元所保持的電壓選擇一條電源線與電子源單元的一個電極之間的連接；使在電子源單元的連接到電源線上的這個電極的電位與另一個電極的電位之間有一個電位差，從而使電子源單元發(fā)射電子；以及解除電容單元所保持的電壓，以中斷在電源線與電子源單元的這個電極之間的連接。
15.一種驅(qū)動一個具有一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法，所述方法包括下列步驟利用一個第一信號選擇一個第一開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)；利用一個通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第一開關(guān)輸入的第二信號選擇一個第二開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)；保持第二開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)；將一個第三信號通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第二開關(guān)輸入電子源單元的第一電極；以及使在電子源單元的輸入第三信號的這個電極的電位與另一個電極的電位之間有一個電位差，從而使電子源單元發(fā)射電子。
16.一種驅(qū)動一個利用一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有一個電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法，所述方法包括下列步驟將一個第一數(shù)字信號輸入一個第一TFT的選通極，以選擇第一TFT的導(dǎo)通狀態(tài)；將一個第二數(shù)字信號通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第一TFT的源-漏極輸入一個第二TFT的選通極，以選擇第二TFT的導(dǎo)通狀態(tài)；將一個電源的電位通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第二TFT的源-漏極輸入電子源單元的第一電極；以及使電子源單元發(fā)射電子。
17.按照權(quán)利要求16所述的方法，其中第二數(shù)字信號在一個幀周期期間幾次輸入第二TFT。
18.一種驅(qū)動一個具有一個包括一個第一電極、一個第二電極和一個在第一電極與第二電極之間的絕緣層的在第一電極在電位上高于第二電極時第一電極發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法，所述方法包括下列步驟將一個第一數(shù)字信號輸入一個第一TFT的選通極，以選擇第一TFT的導(dǎo)通狀態(tài)；將一個第二數(shù)字信號通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第一TFT的源-漏極輸入一個第二TFT的選通極，以選擇第二TFT的導(dǎo)通狀態(tài)；將一個電源的電位通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第二TFT的源-漏極輸入電子源單元的第二電極；以及使電子源單元發(fā)射電子。
19.一種驅(qū)動一個具有一個包括一個第一電極、一個第二電極和一個在第一電極與第二電極之間的絕緣層的在第一電極在電位上高于第二電極時第一電極發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法，所述方法包括下列步驟將一個第一數(shù)字信號輸入一個第一TFT的選通極，以選擇第一TFT的導(dǎo)通狀態(tài)；將一個第二數(shù)字信號通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第一TFT的源-漏極輸入一個第二TFT的選通極，以選擇第二TFT的導(dǎo)通狀態(tài)；將一個電源的電位通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第二TFT的源-漏極輸入電子源單元的第一電極；以及使電子源單元發(fā)射電子。
20.按照權(quán)利要求18或19所述的方法，其中第二數(shù)字信號在一個幀周期期間幾次輸入第二TFT。
21.按照權(quán)利要求16、18和20中任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中由第二數(shù)字信號確定的第二TFT的選通極電壓由一個在第二TFT的選通極與源極區(qū)或漏極區(qū)之間的寄生電容部分保持。
22.一種驅(qū)動一個具有一個在一個第一電極與一個第二電極之間加有電壓時發(fā)射電子的電子源單元的顯示裝置的方法，所述方法包括下列步驟將一個第一數(shù)字信號輸入一個第一TFT的選通極，以選擇第一TFT的導(dǎo)通狀態(tài)；將一個第二數(shù)字信號通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第一TFT的源-漏極輸入一個第二TFT的選通極，以選擇第二TFT的導(dǎo)通狀態(tài)；利用一個電容單元保持由第二數(shù)字信號確定的第二TFT的選通極電壓；將一個電源的電位通過處在導(dǎo)通狀態(tài)的第二TFT的源-漏極輸入電子源單元的第一電極；使電子源單元發(fā)射電子；使一個與電容單元并聯(lián)的第三TFT導(dǎo)通，以放掉電容單元所保持的電荷，從而使第二TFT截止；以及使電子源單元不發(fā)射電子。
23.按照權(quán)利要求13-16、18、19和22中任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中所述顯示裝置用于一個從包括個人計(jì)算機(jī)、圖像重放設(shè)備和電視機(jī)的組中選出的電子設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明提出為每個像素配置兩個TFT。此外，還采用一種時間灰度體制，將一個幀周期分成多個子幀周期，在各子幀周期內(nèi)為每個像素選擇發(fā)光或不發(fā)光狀態(tài)，而灰度由在各個子幀周期中選擇為發(fā)光狀態(tài)的那些周期之和表示。這樣，就可以提供一種可靠性高的顯示裝置和驅(qū)動這種顯示裝置的方法。
文檔編號G09G3/22GK1397924SQ02140659
公開日2003年2月19日 申請日期2002年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月12日
發(fā)明者小山潤 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所