專利名稱：顯示裝置和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括自發(fā)光元件的顯示裝置、其驅(qū)動方法以及電子設(shè)備如電視機。此外，本發(fā)明涉及一種元件襯底，在元件襯底上元件形成于絕緣表面上。另外，本發(fā)明涉及各自均包括多個元件的源驅(qū)動器和柵驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
本申請基于分別于2004年3月19日和2004年4月28日在日本專利局遞交的日本專利申請No.2004-080739和2004-134759，這些申請的全部內(nèi)容在此引作參考。
近年來，已經(jīng)開發(fā)出包括由EL(電致發(fā)光)元件所表示的發(fā)光元件的顯示裝置，并且利用其諸如高圖像質(zhì)量、寬視角、薄外形、自發(fā)光類型的輕重量的優(yōu)點，預(yù)期其具有廣泛的應(yīng)用。發(fā)光元件具有其亮度與其中的電流值成比例的性質(zhì)。為了精確地顯示灰度級，有一種采用恒流驅(qū)動的顯示裝置，使恒定電流流過發(fā)光元件(參見專利文獻1)。
日本專利早期公開No.2003-323159。
具有顯示功能的電子設(shè)備如信息終端和便攜式電話已經(jīng)得到廣泛地使用，不過由于這些電子設(shè)備使用電池，降低功耗是關(guān)鍵所在。然而，當如專利文獻1中所披露的顯示裝置那樣采用恒流驅(qū)動時，與發(fā)光元件串聯(lián)的驅(qū)動晶體管必須工作在飽和區(qū)域。因此，需要高驅(qū)動電壓，而高驅(qū)動電壓阻礙功耗降低。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述，本發(fā)明提供一種低功耗顯示裝置及其驅(qū)動方法。
根據(jù)本發(fā)明一個方面的顯示裝置包括包含多個像素的像素區(qū)域，源驅(qū)動器，第一柵驅(qū)動器和第二驅(qū)動器。多個像素中的每一個均包括發(fā)光元件，用于控制輸入像素的視頻信號的第一晶體管，用于控制發(fā)光元件發(fā)光/不發(fā)光的第二晶體管，并且優(yōu)選地包括用于存儲視頻信號的電容器。
第一晶體管的柵極通過柵線與第一柵驅(qū)動器和第二柵驅(qū)動器相連。第一晶體管的源極和漏極其中之一通過源線與源驅(qū)動器相連。第一晶體管的源極和漏極中的另外一個與第二晶體管的柵極連接。第二晶體管的源極和漏極其中之一與發(fā)光元件的像素電極相連。第二晶體管的源極和漏極中的另外一個與電源連接。
在上述結(jié)構(gòu)中，每個像素中僅設(shè)置兩個晶體管，從而可獲得高孔徑比。在獲得高孔徑比時，隨發(fā)光面積的增大發(fā)光元件的亮度減小。因此，可減小發(fā)光元件的驅(qū)動電壓，從而減小功耗。
本發(fā)明的顯示裝置采用恒壓驅(qū)動，其將恒定的電壓施加給發(fā)光元件。根據(jù)恒壓驅(qū)動，驅(qū)動晶體管無需工作在飽和區(qū)域中，并且不需要增大驅(qū)動電壓。因此，與恒流驅(qū)動相比，可降低功耗。
電容器包括與第一晶體管和第二晶體管的半導(dǎo)體層提供在同一層中的半導(dǎo)體層，與第一晶體管和第二晶體管的柵極提供在同一層中的導(dǎo)電層，以及提供于半導(dǎo)體層與導(dǎo)電層之間的絕緣層?？商鎿Q地，電容器包括與第一晶體管和第二晶體管的柵極提供在同一層中的第一導(dǎo)電層，與同第一晶體管和第二晶體管的源極和漏極相連的導(dǎo)電層(源/漏極布線)提供在同一層中的第二導(dǎo)電層，以及提供于第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層之間的絕緣層。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，電容器提供在源/漏極布線下面，從而可有效地利用一個像素的面積。因此，電容器的布局不會降低孔徑比。
與第一晶體管和第二晶體管的源極和漏極連接的導(dǎo)電層(源/漏極布線)的厚度為500至1300nm。此外，第一絕緣層和與第一絕緣層接觸的第二絕緣層提供在第一晶體管和第二晶體管上面，并且發(fā)光元件的第一電極提供在第二絕緣層上面。
提供覆蓋發(fā)光元件的第一電極的邊緣隔離壁層(絕緣層)。位于電容器上面的堤岸層(bank layer)(絕緣層，在本說明中也稱作堤岸層)在列方向的寬度為10至25μm?？商鎿Q地，提供覆蓋發(fā)光元件的第一電極邊緣的堤岸層(絕緣層)，并且該堤岸層(絕緣層)透光。
發(fā)光元件的第一電極和第二電極其中之一反射光，另一個透光?？商鎿Q地，發(fā)光元件的第一電極和第二電極兩者均透光。
本發(fā)明的顯示裝置包括電源控制電路，用于改變第一電源和第二電源的電勢，從而可以將反向偏壓施加給發(fā)光元件。
本發(fā)明的顯示裝置包括可根據(jù)環(huán)境溫度工作的監(jiān)測電路，還包括電源控制電路，用于基于監(jiān)測電路的輸出改變提供到像素區(qū)域的電源電勢。
本發(fā)明發(fā)光裝置中包括的源驅(qū)動器包括脈沖輸出電路、鎖存器、選擇電路、與脈沖輸出電路的輸入節(jié)點連接的第一保護電路、提供在脈沖輸出電路與鎖存器之間的第二保護電路、以及提供在選擇電路與像素區(qū)域之間的第三保護電路。
本發(fā)明顯示裝置中所包含的第一柵驅(qū)動器和第二柵驅(qū)動器中的每一個均包括脈沖輸出電路、選擇電路、與脈沖輸出電路的輸入節(jié)點連接的第一保護電路、以及提供在選擇電路與像素區(qū)域之間的第二保護電路。
保護電路包括選自電阻器、電容器和整流器的一個或多個元件。整流器是一種柵極與漏極彼此連接的晶體管，或者二極管。脈沖輸出電路相當于多個雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路(flip-flop circuit)或譯碼器電路。
發(fā)光元件可由從三重激發(fā)狀態(tài)獲得的紅光發(fā)射的材料、從單態(tài)激發(fā)狀態(tài)獲得的綠光發(fā)射的材料或從單態(tài)激發(fā)狀態(tài)獲得的藍光發(fā)射的材料形成?？商鎿Q地，發(fā)光元件由從三重激發(fā)狀態(tài)獲得的紅光發(fā)射的材料、從三重激發(fā)狀態(tài)獲得的綠光發(fā)射的材料或從單態(tài)激發(fā)狀態(tài)獲得的藍光發(fā)射的材料形成。當使用從第三激發(fā)狀態(tài)獲得的發(fā)光材料時，其表現(xiàn)出高發(fā)光效率，從而可實現(xiàn)低功耗。
在本發(fā)明顯示裝置所包含的像素區(qū)域中，沿列方向提供與第一電源連接的多條電源線，并且由相鄰像素共享每條電源線。
本發(fā)明提供一種元件襯底，該元件襯底處于這樣的狀態(tài)下，其中在具有上述結(jié)構(gòu)的顯示裝置中已經(jīng)完成直至發(fā)光元件的像素電極的形成過程。更具體而言，元件襯底相當于這樣的狀態(tài)，即晶體管和與晶體管連接的像素電極已經(jīng)形成在絕緣表面上，但電致發(fā)光層和反電極還沒有形成。
本發(fā)明的顯示裝置按照以下方式操作。一幀周期包括多個子幀周期SF1，SF2，...，SFn(n為自然數(shù))。每一個子幀周期包括多個寫周期Ta1，Ta2，...，Tan其中的一個，和多個發(fā)光周期Ts1，Ts2，...，Tsn其中的一個。多個寫周期中的每一個均包括多個柵選擇周期。多個柵選擇周期的每一個均包括多個子?xùn)胚x擇周期。例如，多個發(fā)光周期的長度滿足Ts1Ts2...Tsn＝2(n-1)2(n-2)...20。多個發(fā)光周期的順序可以是隨機的。
可替換地，可以將選自多個子幀周期的一個或多個周期分成多個周期，在此情形中，一個或多個被分割子幀周期中的每一個，和一個或多個未分割子幀周期中的每一個均包括多個寫周期Ta1，Ta2，...，Tam(m為自然數(shù))中的一個和多個發(fā)光周期Ts1，Ts2，...，Tsm中的一個。多個寫周期中的每一個均包括多個柵選擇周期，且多個柵選擇周期中的每一個包括多個子?xùn)胚x擇周期。
可替換地，選自子幀周期的一個或多個周期可以被分割成多個周期，在此情形中，一個或多個被分割子幀周期中的每一個，和一個或多個未分割子幀周期中的每一個均包括多個寫周期Ta1，Ta2，...，Tam(m為自然數(shù))中的一個和多個發(fā)光周期Ts1，Ts2，...，Tsm中的一個。多個寫周期中的每一個均包括多個柵選擇周期，且每個柵選擇周期包括多個子?xùn)胚x擇周期。多個發(fā)光周期的順序是隨機的。
在選自多個子?xùn)胚x擇周期的一個周期中，由第一柵驅(qū)動器和第二柵驅(qū)動器其中之一來選擇一條柵線，而在選自多個子?xùn)胚x擇周期的另一個周期中，由第一柵驅(qū)動器和第二柵驅(qū)動器中的另一個來選擇一條柵線。發(fā)光元件根據(jù)輸入第二晶體管的柵極的視頻信號發(fā)光或不發(fā)光。
可用于本發(fā)明的晶體管不限于某一種類型。其可以是使用以非晶硅或多晶硅代表的非單晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管(TFT)，使用半導(dǎo)體襯底或SOI襯底形成的MOS晶體管，結(jié)式晶體管，雙極型晶體管，使用有機半導(dǎo)體的晶體管，碳納米管等。此外，上面形成晶體管的襯底不限于某一種類型，其可以是單晶襯底、SOI襯底或玻璃襯底。
在本發(fā)明中，“連接”包括“電連接”。因此，在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，除了預(yù)定的連接以外，還提供能進行電連接的其他元件(例如，其他元件或開關(guān))。另外，設(shè)置于像素中的電容器可以用晶體管的柵電容等來取代。在此情形中，可省略電容器。
此外，開關(guān)可以是任何開關(guān)，如電開關(guān)和機械開關(guān)。其可以是晶體管、二極管或包括它們的邏輯電路。因此，當使用晶體管作為開關(guān)時，晶體管僅起開關(guān)的作用，從而不限制晶體管的極性(傳導(dǎo)性)。不過，當需要截止電流很小時，需要采用具有較小截止電流的那種極性的晶體管。具有LDD區(qū)域的晶體管是一種具有小截止電流的晶體管。當用作開關(guān)的晶體管在工作時其源電勢更接近于低電勢側(cè)電源(VSS，Vgnd，0V等)時，需要采用N-溝道晶體管，而當晶體管工作時其源電勢更接近于高電勢側(cè)電源(VDD等)時，需要采用P-溝道晶體管。這是因為可增大柵-源電壓的絕對值，這有助于開關(guān)的操作。注意，可通過同時使用N-溝道和P-溝道晶體管來利用CMOS晶體管。
與利用恒流驅(qū)動的情形相比，根據(jù)利用恒壓驅(qū)動的本發(fā)明可降低發(fā)光元件的驅(qū)動電壓，從而降低功耗。


圖1A和1B是分別表示本發(fā)明的顯示裝置中所包含的像素及其橫截面結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示本發(fā)明的顯示裝置中所包含的像素的掩模設(shè)計的圖。
圖3是表示本發(fā)明的顯示裝置中所包含的像素的掩模設(shè)計的圖。
圖4是表示本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是表示本發(fā)明的顯示裝置中所包含的源驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是表示本發(fā)明的顯示裝置中所包含的源驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是表示本發(fā)明的顯示裝置中所包含的源驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖8是表示本發(fā)明的顯示裝置中所包含的柵驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖9是表示本發(fā)明的顯示裝置中所包含的柵驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是表示本發(fā)明的溫度補償功能的圖。
圖11A和11B是表示本發(fā)明的顯示裝置的操作的圖表。
圖12A至12D是表示時間灰度級方法的圖表。
圖13是表示時間灰度級方法的圖表。
圖14A和14B分別是表示本發(fā)明的顯示裝置中所包括的像素的掩模設(shè)計及其結(jié)構(gòu)的圖。
圖15A和15B分別是表示根據(jù)本發(fā)明顯示裝置的一種模式的面板及其橫截面結(jié)構(gòu)的圖。
圖16A和16B是表示根據(jù)本發(fā)明顯示裝置的一種模式的面板的橫截面結(jié)構(gòu)的圖。
圖17A至17F是表示每個均具有本發(fā)明顯示裝置的電子設(shè)備的視圖。
圖18是表示保護電路的結(jié)構(gòu)的圖。
圖19A和19B是表示本發(fā)明的顯示裝置中所包含的像素的圖，圖19C是表示其橫截面結(jié)構(gòu)的圖。
圖20是表示本發(fā)明的補償電路的圖。
圖21A和21B是表示發(fā)光元件的溫度特性曲線的圖。
圖22是表示本發(fā)明的補償電路的圖。
圖23是表示本發(fā)明的補償電路的圖。
圖24是表示本發(fā)明的補償電路的圖。
圖25是一種可應(yīng)用于本發(fā)明的示例性源驅(qū)動器。
圖26是一種可應(yīng)用于本發(fā)明的示例性源驅(qū)動器。
圖27是一種可應(yīng)用于本發(fā)明的示例性源驅(qū)動器。
圖28是表示本發(fā)明顯示裝置中所包含的柵驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖29是表示本發(fā)明顯示裝置中所包含的柵驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖30是表示具有延遲電路的本發(fā)明顯示裝置的示意圖。
圖31是一種可應(yīng)用于本發(fā)明的示例性延遲電路。
圖32是一種可應(yīng)用于本發(fā)明的示例性延遲電路。
圖33是一種可應(yīng)用于本發(fā)明的示例性延遲電路。
圖34是可應(yīng)用于本發(fā)明的延遲電路的時序圖。
圖35是可應(yīng)用于本發(fā)明的延遲電路的時序圖。
圖36是表示本發(fā)明顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施例方式
盡管將參照附圖通過實施例方式和實施例充分描述本發(fā)明，不過可以理解各種改變和改進對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，除非這些改變和改進偏離了本發(fā)明的范圍，否則應(yīng)當解釋為這些改變和改進包含在本發(fā)明的范圍中。注意在下面所述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，幾乎在所有附圖中都使用相同的附圖標記表示相同的部分。
下面參照圖1A至3描述根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的顯示裝置包括多個像素10，每個像素在源線Sx(x為自然數(shù)，且滿足1≤x≤m)與柵線Gy(y為自然數(shù)，且滿足1≤y≤n)彼此相交且絕緣體介于它們之間的區(qū)域中包括多個元件(參見圖1A)。像素10包括發(fā)光元件13，電容器16和兩個晶體管。兩個晶體管其中的一個為開關(guān)晶體管11(下文中也稱作TFT 11)，用于控制輸入像素10的視頻信號；另一個為驅(qū)動晶體管12(下文中也稱作TFT 12)，用于控制發(fā)光元件13的發(fā)光/不發(fā)光。TFT 11和12均為場效應(yīng)晶體管，其具有柵極、源極和漏極三個端子。
TFT 11的柵極與柵線Gy相連，且其源極和漏極其中之一與源線Sx相連，而另一個與TFT 12的柵極相連。TFT 12的源極和漏極其中之一通過電源線Vx(x為自然數(shù)，且滿足1≤x≤m)與第一電源17連接，而其中的另外一個與發(fā)光元件13的像素電極相連。發(fā)光元件13的反電極與第二電源18相連。電容器16設(shè)置于TFT 12的柵極與源極之間。不限制TFT 11和12的導(dǎo)電性，可采用N-溝道TFT和P-溝道TFT中的任何一種。圖1A表示TFT 11為N-溝道TFT，TFT 12為P-溝道TFT的情形。第一電源17和第二電源18的電勢不受限制。不過，僅要求將它們設(shè)定為不同的電勢，從而向發(fā)光元件13施加正向偏壓或反向偏壓。
在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的顯示裝置中，像素10中僅設(shè)置有兩個晶體管。因此，可以減小一個像素10中所設(shè)置的晶體管的數(shù)量，而這樣必然減小所需布線的數(shù)量。從而，可實現(xiàn)高孔徑比、高分辨率和高產(chǎn)量。當實現(xiàn)高孔徑比時，隨著發(fā)光面積的增大，發(fā)光元件的亮度降低。即，可減小電流密度。因此，可減小驅(qū)動電壓以便減小功耗。另外，低驅(qū)動電壓將提高可靠性。
構(gòu)成TFT 11和12的半導(dǎo)體可以是非晶半導(dǎo)體(非晶硅)、微晶半導(dǎo)體、多晶半導(dǎo)體(多晶硅)和有機半導(dǎo)體中的任何一種。微晶半導(dǎo)體可使用硅烷氣體(SiH4)和氟氣(F2)或者使用硅烷氣體和氫氣形成。可替換地，其可以通過使用上述氣體形成薄膜，并隨后用激光照射來獲得。利用導(dǎo)電材料形成每一個TFT 11和12的柵極使其具有一層或多層。例如，采用鎢(W)和氮化鎢(WN)的疊層結(jié)構(gòu)，鉬(Mo)、鋁(Al)和鉬(Mo)的疊層結(jié)構(gòu)，或者鉬(Mo)和氮化鉬(MoN)的疊層結(jié)構(gòu)。利用導(dǎo)電材料由一層或多層構(gòu)成與TFT 11和12中包含的雜質(zhì)區(qū)域(源極和漏極)連接的導(dǎo)電層(源/漏極布線)。例如，可采用鈦(Ti)、鋁-硅(Al-Si)和鈦(Ti)的疊層，鉬(Mo)、鋁-硅(Al-Si)和鉬(Mo)的疊層，或者氮化鉬(MoN)、鋁-硅(Al-Si)和氮化鉬(MoN)的疊層。
圖2表示具有上述結(jié)構(gòu)的像素10的配置圖。該配置圖中表示出TFT11和12、電容器16、與發(fā)光元件13的像素電極相對應(yīng)的導(dǎo)電層19。圖1B表示沿線A-B-C作出的圖2中配置圖的橫截面結(jié)構(gòu)。TFT 11和12、發(fā)光元件13和電容器16形成于具有絕緣表面(如玻璃或石英)的襯底20上。
發(fā)光元件13對應(yīng)于導(dǎo)電層19(像素電極)、電致發(fā)光層33和導(dǎo)電層34(反電極)的疊層。當導(dǎo)電層19和34均透光時，發(fā)光元件13在導(dǎo)電層19和導(dǎo)電層34這兩個方向發(fā)射光。即，發(fā)光元件13向兩側(cè)發(fā)射光。另一方面，當導(dǎo)電層19和34其中之一透光而另一個遮光時，發(fā)光元件13僅在導(dǎo)電層19或?qū)щ妼?4方向發(fā)射光。即，發(fā)光元件13向頂側(cè)或底側(cè)發(fā)光。圖1B表示發(fā)光元件13向底側(cè)發(fā)光的情況的橫截面結(jié)構(gòu)。
電容器16設(shè)置在TFT 12的柵極與源極之間，并存儲TFT 12的柵-源電壓。電容器16通過與TFT 11和12中包含的半導(dǎo)體層提供在同一層中的半導(dǎo)體層21、與TFT 11和12的柵極提供在同一層中的導(dǎo)電層22a和22b(下文中統(tǒng)稱為導(dǎo)電層22)、以及提供在半導(dǎo)體層21與導(dǎo)電層22之間的絕緣層來形成電容。同樣，電容器16通過與TFT 11和12的柵極提供在同一層中的導(dǎo)電層22、與連接到TFT 11和12的源極或漏極的導(dǎo)電層24至27提供在同一層中的導(dǎo)電層23、和提供在導(dǎo)電層22與導(dǎo)電層23之間的絕緣層來形成電容。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，電容器16可具有足夠大以便能存儲TFT 12的柵-源電壓的電容值。此外，電容器16提供在構(gòu)成電源線的導(dǎo)電層下面，因此電容器16的配置不會減小孔徑比。
分別與TFT 11和12的源/漏極布線對應(yīng)的導(dǎo)電層24至27以及導(dǎo)電層23的厚度為500至2000nm，更優(yōu)選的是500至1300nm厚。導(dǎo)電層23至27構(gòu)成源線Sx和電源線Vx。因此，通過形成上述厚度的導(dǎo)電層23至27，可抑制電壓降落的影響。注意，當形成厚導(dǎo)電層23至27時，可使布線電阻較小。不過，當形成非常厚的導(dǎo)電層23至27時，難以精確地進行構(gòu)圖過程，或者表面將具有更大的不均勻性。即，考慮到布線電阻、構(gòu)圖過程易于執(zhí)行以及表面的不均勻性，需要將導(dǎo)電層23至27的厚度控制在上述范圍內(nèi)。
此外，提供覆蓋TFT 11和12的絕緣層28和29(下文中統(tǒng)稱作第一絕緣層30)，提供于第一絕緣層30上面的第二絕緣層31，以及形成于第二絕緣層31上面的與像素電極對應(yīng)的導(dǎo)電層19。第二絕緣層31的提供增大了導(dǎo)電層19形成區(qū)域的余量，這實現(xiàn)了高孔徑比。當采用頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)時，這種結(jié)構(gòu)非常有效。當獲得高孔徑比時，隨著發(fā)光面積的增大驅(qū)動電壓減小，這有助于降低功耗。
注意，第一絕緣層30和第二絕緣層31是使用無機材料(如二氧化硅和氮化硅)、有機材料(如聚酰亞胺和丙烯酸)等形成的?？墒褂孟嗤牧匣虿煌牧闲纬傻谝唤^緣層30和第二絕緣層31。此外，可采用硅氧烷材料作為這些絕緣層30和31中的一個或兩個。硅氧烷具有Si-O-Si鍵骨架結(jié)構(gòu)且含有至少包含氫的有機基團(例如，烷基或芳香烴)作為取代基。還可以使用氟基團作為取代基。另外，可使用包含氫的有機基團和氟基團兩者。
在發(fā)光元件13之間，提供有堤岸層32(也稱作邊界、隔離或絕緣層)。電容器16上面堤岸層32的寬度35足夠?qū)捯员隳芨采w提供于底部上的布線。優(yōu)選的是寬度35為7.5至27.5μm，或者更優(yōu)選的是10至25μm(參見圖3)。由此，通過形成窄的堤岸層32，可獲得高孔徑比。當獲得高孔徑比時，隨著發(fā)光面積的增大可減小驅(qū)動電壓，這有助于降低功耗。
注意在所示的配置中，像素的孔徑比為大約50％。像素10在列方向(縱向)的長度用寬度38表示，而像素10在行方向(橫向)的長度用寬度37表示。堤岸層32可由無機材料或有機材料形成。不過，由于電致發(fā)光層被提供以便與堤岸層32相接觸，所以需要將堤岸層32形成為具有連續(xù)可變的曲率半徑從而不會在電致發(fā)光層中產(chǎn)生針孔。
此外，堤岸層32遮光。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，相鄰像素10的邊界更加清晰，從而可顯示出高分辨率圖像。堤岸層32包含顏料或碳納米管。由于加入了顏料或碳，堤岸層32被染色以便遮光。
本發(fā)明的顯示裝置包括在其中多個上述像素10以矩陣形式排列的像素區(qū)域40、第一柵驅(qū)動器41、第二柵驅(qū)動器42以及源驅(qū)動器43(參見圖4)。第一柵驅(qū)動器41和第二柵驅(qū)動器42可以如圖中所示設(shè)置在像素區(qū)域40的相對側(cè)上，或者設(shè)置在像素區(qū)域40的一側(cè)上。
源驅(qū)動器43包括脈沖輸出電路44、鎖存器45和選擇電路46。鎖存器45包括第一鎖存器47和第二鎖存器48。選擇電路46包括晶體管49(下文中稱作TFT 49)和模擬開關(guān)50。TFT 49和模擬開關(guān)50設(shè)置在與源線Sx對應(yīng)的每一列中。反相器51產(chǎn)生WE(寫入/擦除)信號的反信號，且當從外部提供WE信號時不必提供反相器51。TFT 49的柵極與選擇信號線52相連，其源極和漏極其中之一與源線Sx連接，而另一個與電源53相連。模擬開關(guān)50提供在第二鎖存器48與源線Sx之間。即，模擬開關(guān)50的輸入節(jié)點與第二鎖存器48連接，其輸出節(jié)點與源線Sx連接。模擬開關(guān)50的兩個控制節(jié)點中的一個與選擇信號線52連接，而另一個通過反相器51與選擇信號線52連接。電源53的電勢具有使像素10中所包含的TFT 12截止的電平，當TFT 12為N-溝道TFT時其為L(低)電平，而當TFT 12為P-溝道TFT時為H(高)電平。
第一柵驅(qū)動器41包括脈沖輸出電路54和選擇電路55。第二柵驅(qū)動器42包括脈沖輸出電路56和選擇電路57。選擇電路55和57與選擇信號線52相連。注意，第二柵驅(qū)動器42中包含的選擇電路57通過反相器58與選擇信號線52連接。即，通過選擇信號線52輸入選擇電路55和57的WE信號彼此反相。
選擇電路55和57的每一個均包括三態(tài)緩沖器。三態(tài)緩沖器的輸入節(jié)點與脈沖輸出電路54或脈沖輸出電路56連接，而其控制節(jié)點與選擇信號線52連接。三態(tài)緩沖器的輸出節(jié)點與柵線Gy連接。當從選擇信號線52傳輸?shù)男盘柧哂蠬電平時，三態(tài)緩沖器工作，而當從選擇信號線52傳輸?shù)男盘柧哂蠰電平時，三態(tài)緩沖器處于浮動狀態(tài)。
源驅(qū)動器43中包含的脈沖輸出電路44、第一柵驅(qū)動器41中包含的脈沖輸出電路54以及第二柵驅(qū)動器42中包含的脈沖輸出電路56相當于具有多個雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路的移位寄存器，或者譯碼器電路。當脈沖輸出電路44、54和56中的每一個采用譯碼器電路時，可隨機地選擇源線Sx或柵線Gy。當能夠隨機地選擇源線Sx或柵線Gy時，可抑制采用時間灰度級方法時出現(xiàn)的偽輪廓。
注意，源驅(qū)動器43的結(jié)構(gòu)不限于上面所述，還可以另外提供電平移動器和緩沖器。還注意，第一柵驅(qū)動器41和第二柵驅(qū)動器42的結(jié)構(gòu)不限于上面所述，還可以另外提供電平移動器和緩沖器。另外，盡管圖中沒有示出，但是源驅(qū)動器43、第一柵驅(qū)動器41和第二柵驅(qū)動器42中的每一個均包括保護電路。在下面的實施方式2中描述包含保護電路的驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)。
此外，本發(fā)明的顯示裝置包括電源控制電路63。電源控制電路63包括控制器62，和用于向發(fā)光元件13輸送功率的電源電路61。電源電路61通過TFT 12和電源線Vx與發(fā)光元件13的像素電極相連。此外，電源電路61通過電源線與發(fā)光元件13的反電極相連。
當向發(fā)光元件13施加正向偏壓從而向發(fā)光元件13輸送電流以便發(fā)射光時，將第一電源17和第二電源18設(shè)置成具有電勢差，從而使第一電源17的電勢高于第二電源18的電勢。另一方面，當向發(fā)光元件13施加反向偏壓時，將第一電源17和第二電源18設(shè)置成具有電勢差，從而使第一電源17的電勢低于第二電源18的電勢。通過從控制器62將預(yù)定信號輸送給電源電路61而執(zhí)行這種電勢設(shè)定。
根據(jù)本發(fā)明，使用電源控制電路63向發(fā)光元件13施加反向偏壓，從而可抑制發(fā)光元件13隨時間的流逝而發(fā)生降級，從而提高可靠性。發(fā)光元件13可能具有初始缺陷，即由于外來物質(zhì)的粘附、陽極或陰極的微小突出部分所產(chǎn)生的針孔、或者電致發(fā)光層的不均勻性造成其陽極與陰極發(fā)生短路。這種初始缺陷將干擾根據(jù)信號產(chǎn)生的發(fā)光/不發(fā)光，并且由于幾乎所有電流都流到短路部分而全部元件不發(fā)射光，或者特定像素發(fā)光或不發(fā)光，將發(fā)生不能進行良好的圖像顯示的問題。不過，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以向發(fā)光元件施加反向偏壓，從而電流僅局部地流到陽極和陰極的短路部分，從而在短路部分中產(chǎn)生熱。結(jié)果，通過氧化或碳化而將短路部分隔離。因此，即便存在初始缺陷，也能通過消除該缺陷從而進行良好的圖像顯示。注意，最好在發(fā)貨之前進行這種初始缺陷的隔離。另外，不僅是初始缺陷，而且還會產(chǎn)生另一種缺陷，即隨著時間的流逝陽極與陰極發(fā)生短路。這種缺陷稱作累進缺陷。不過，根據(jù)本發(fā)明，以規(guī)則的間隔向發(fā)光元件施加反向偏壓，因此能消除這種可能存在的累進缺陷，并進行良好的圖像顯示。注意，沒有具體限制向發(fā)光元件13施加反向偏壓的時間。
本發(fā)明的顯示裝置還包括監(jiān)測電路64和控制電路65。監(jiān)測電路64根據(jù)環(huán)境溫度來工作?？刂齐娐?5包括恒流源和緩沖器。在所示的結(jié)構(gòu)中，監(jiān)測電路64包括監(jiān)測發(fā)光元件66(下文中也稱作發(fā)光元件66)。
控制電路65根據(jù)監(jiān)測電路64的輸出，向電源控制電路63輸送用于改變電源電勢的信號。電源控制電路63根據(jù)從控制電路65輸送的信號，改變要輸送給像素區(qū)域40的電源電勢。根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，可抑制由環(huán)境溫度改變所引起的電流值的波動，從而提高可靠性。注意，下面在實施方式3中描述監(jiān)測電路64和控制電路65的具體結(jié)構(gòu)。
根據(jù)執(zhí)行恒壓驅(qū)動的本發(fā)明的顯示裝置，發(fā)光元件的亮度為500cd/m2，且像素孔徑比為50％時功耗為1W或更少(950mW)。另一方面，根據(jù)執(zhí)行恒流驅(qū)動的顯示裝置，發(fā)光元件的亮度為500cd/m2，且孔徑比為25％時功耗為2W(2040mW)。即，通過采用恒壓驅(qū)動，可降低功耗。通過采用恒壓驅(qū)動，可以將功耗抑制為1W或更少，更優(yōu)選地為0.7W或更少。注意，上述功耗值僅是像素區(qū)域的，不包括驅(qū)動電路部分的功耗。此外，采用時間灰度級方法時，兩者均表現(xiàn)出70％的顯示占空率。
此外，在如上所述測量功耗的進行恒壓驅(qū)動的顯示裝置和進行恒流驅(qū)動的顯示裝置這兩者中，像素區(qū)域中像素的數(shù)量為240×3×320。
注意如上面所述，本發(fā)明的晶體管可以為任何類型，并且可以形成在任何襯底上。因此，圖4中所示的整個電路可以形成在任何種類的襯底上，如玻璃襯底、塑料襯底、單晶襯底和SOI襯底?？商鎿Q地，圖4中的一部分電路可以形成在某一襯底上，其另一部分可形成在另一襯底上。即，不要求圖4中的整個電路形成在相同襯底上。例如，圖4中可以采用這樣一種結(jié)構(gòu)，其中像素區(qū)域40和第一柵驅(qū)動器41形成于具有TFT的玻璃襯底上，而源驅(qū)動器43(或其一部分)形成于單晶襯底上，從而通過COG(將芯片固定于玻璃上)粘接技術(shù)將IC芯片連接到玻璃襯底上?？商鎿Q地，IC芯片可通過TAB(載帶自動粘接)或通過使用印刷電路板與玻璃襯底連接。
上述結(jié)構(gòu)適用TFT 12為P-溝道TFT的情形。在本實施方式中，將參照圖19A至19C描述TFT 12為N-溝道TFT的情形。像素10包括發(fā)光元件13、電容器16以及TFT 11和12(參見圖19A)。當發(fā)光元件13具有正向?qū)盈B結(jié)構(gòu)時(當像素電極為陽極，而反電極為陰極時)，并且按照發(fā)光元件13的電流方向向發(fā)光元件13施加正向偏壓，則第一電源17相當于高電勢電源，而第二電源18相當于低電勢電源。另一方面，當反向偏壓施加到發(fā)光元件13時，第一電源17為低電勢電源，而第二電源18為高電勢電源。電容器16存儲TFT 12的柵-源電壓。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，TFT 12的源極與發(fā)光元件13的像素電極連接，因此，電容器16設(shè)置在發(fā)光元件13的像素電極與TFT 12的柵極之間。
另一方面，當發(fā)光元件13具有反向?qū)盈B結(jié)構(gòu)時(當像素電極為陰極，而反電極為陽極時)，并且根據(jù)發(fā)光元件13的電流方向?qū)⒄蚱珘菏┘拥桨l(fā)光元件13，則第一電源17相當于低電勢電源，而第二電源18相當于高電勢電源。另一方面，當反向偏壓施加到發(fā)光元件13時，第一電源17為高電勢電源，而第二電源18為低電勢電源。此外，TFT12的源極與電源線Vx連接，因此，電容器16設(shè)置在電源線Vx與TFT12的柵極之間。
圖19C表示圖19A中所示顯示裝置的橫截面結(jié)構(gòu)。在該顯示裝置中，TFT 11和12、發(fā)光元件13以及電容器16形成在具有絕緣表面(玻璃和石英)的襯底上。沒有具體限制TFT 11的傳導(dǎo)性，并且當TFT 11為N-溝道TFT時，TFT 11與12具有相同的傳導(dǎo)性。因此，無需分別形成TFT，這提高了產(chǎn)量。
在具有上述結(jié)構(gòu)的顯示裝置中，像素10中僅設(shè)置有兩個晶體管。因此，可獲得高孔徑比、高分辨率和高產(chǎn)量。當獲得高孔徑比時，驅(qū)動電壓下降，這有助于降低功耗。
現(xiàn)在將參照圖5至7描述本發(fā)明的顯示裝置中所包含的源驅(qū)動器43的結(jié)構(gòu)。源驅(qū)動器43包括脈沖輸出電路44、NAND71、第一鎖存器47、第二鎖存器48和選擇電路46(在附圖中第一鎖存器47、第二鎖存器48和選擇電路46統(tǒng)稱作SLAT)(參見圖5)。脈沖輸出電路44具有多個單元電路(SSR)70級聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。將時鐘信號(SCK)、時鐘回應(yīng)信號(SCKB)和起始脈沖(SSP)供給脈沖輸出電路44。將數(shù)據(jù)信號(DataR、DataG和DataB)供給第一鎖存器47。將鎖存脈沖(SLAT)和鎖存脈沖的反相脈沖(SLATB)供給第二鎖存器48。將寫入/擦除信號(SWE或?qū)懭?擦除信號，下文中也稱作WE信號)以及WE信號的反相信號(SWEB)供給選擇電路46。
脈沖輸出電路44中所包含的單元電路70包括多個晶體管和邏輯電路(參見圖6)。被供給時鐘信號或時鐘回應(yīng)信號的單元電路70的輸入節(jié)點(P1)配備有晶體管72作為保護電路。此外，被輸入數(shù)據(jù)信號的第一鎖存器47的輸入節(jié)點配備有晶體管76至78分別作為保護電路(參見圖7)。另外，盡管圖5中沒有示出，但是選擇電路46的下級具有電平移動器73和緩沖器74，且緩沖器74的下級具有保護電路75。保護電路75每條源線包括四個晶體管79至82。注意，根據(jù)從與源線Sx連接的像素要發(fā)射出的顏色，設(shè)定輸送給緩沖器74的電源電勢83至85。
源驅(qū)動器43包括與脈沖輸出電路44的輸入節(jié)點連接的第一保護電路(相當于附圖中的晶體管72)，與第一鎖存器47的輸入節(jié)點連接的第二保護電路(相當于附圖中的晶體管76至78)，以及提供在選擇電路46的下級上的第三保護電路(相當于附圖中的晶體管79至82)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可抑制由靜電引起的元件的降級或損壞。
現(xiàn)在參照圖8和9描述第一柵驅(qū)動器41的結(jié)構(gòu)。第二柵驅(qū)動器42與第一柵驅(qū)動器41具有類似的結(jié)構(gòu)，因此，在此將省略對它的描述。第一柵驅(qū)動器41包括脈沖輸出電路54、電平移動器(GLS)86和選擇電路55(參見圖8)。脈沖輸出電路54的結(jié)構(gòu)與源驅(qū)動器43中所包含的脈沖輸出電路44的結(jié)構(gòu)類似，并且其具有一種多個單元電路(GSR)70級聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)，且其輸入節(jié)點具有保護電路。
選擇電路55包括三態(tài)緩沖器87和保護電路88(參見圖9)。當?shù)谝粬膨?qū)動器41和第二柵驅(qū)動器42其中的一個對柵線Gy充電或放電時，三態(tài)緩沖器87用于防止其他驅(qū)動器的輸出干擾該操作。因此，除了三態(tài)緩沖器以外，選擇電路55還可以是模擬開關(guān)、定時反相器等，只要其具有上述功能即可。保護電路88包括元件組89和90。
第一柵驅(qū)動器41包括與脈沖輸出電路54的輸入節(jié)點連接的第一保護電路，和提供在保護電路55的下級上的第二保護電路88。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可抑制由靜電引起的元件的降級或損壞。更具體而言，輸入到輸入節(jié)點的時鐘信號或數(shù)據(jù)信號可能具有噪聲，該噪聲瞬時地向元件施加高壓或低壓。不過，根據(jù)具有保護電路的本發(fā)明，可抑制元件發(fā)生降級或損壞。
注意，不僅使用電阻器和晶體管，而且還使用選自電阻器、電容器和整流器的一個或多個元件來構(gòu)成保護電路。整流器是一種其柵極與漏極彼此連接的晶體管，或者是二極管。
現(xiàn)在將描述保護電路的操作。此處，對第一柵驅(qū)動器41中包含的保護電路88的操作進行描述。首先，由于噪聲等的影響，從三態(tài)緩沖器87的輸出節(jié)點輸送電壓比VDD更高的信號。然后，由于其柵-源電壓的關(guān)系，元件組89截止，同時元件組90導(dǎo)通。接下來，存儲于三態(tài)緩沖器87中的電荷被釋放到用于傳送VDD的電源線，從而柵線Gx的電勢變成VDD或VDD+α。另一方面，如果從三態(tài)緩沖器87的輸出節(jié)點輸送電壓比VSS低的信號，則由于其柵-源電壓的關(guān)系，元件組89導(dǎo)通，同時元件組90截止。這時，柵線Gx的電勢變成Vss或VSS-α。由此，即便由于噪聲等原因，從三態(tài)緩沖器87的輸出節(jié)點輸送的電壓瞬時地變成高于VDD或低于VSS，輸送給柵線Gx的電壓也不會變得高于VDD或低于VSS。因此，可抑制由噪聲、靜電等引起的元件的失效、降級或損壞。
本發(fā)明的顯示裝置包括提供于如FPC(柔性印刷電路)的連接膜與第一柵驅(qū)動器41、第二柵驅(qū)動器42或源驅(qū)動器43之間的保護電路101(參見圖18)。對于源驅(qū)動器43，從外部通過連接膜輸送諸如SCK、SSP、DataR、DataG、DataB、SLAT和SWE的信號，并且保護電路101提供在用于傳輸信號的布線與連接膜之間。對于第一柵驅(qū)動器41，從外部通過連接膜輸送諸如GCK、G1SP、PWC和WE的信號，且保護電路101提供在用于傳輸這些信號的布線與連接膜之間。在所示結(jié)構(gòu)中，保護電路101包括晶體管95和96(每個晶體管的柵極與漏極連接)、電阻器97和98、以及電容器99和100。該實施方式可以與本發(fā)明的其他實施方式結(jié)合。
通過使用可根據(jù)環(huán)境溫度工作的監(jiān)測電路64、控制電路65和電源控制電路63來實現(xiàn)本發(fā)明的溫度補償功能(參見圖10)。監(jiān)測電路64包括附圖中的發(fā)光元件66。發(fā)光元件66的其中一個電極與固定電勢(在附圖中為接地)的電源連接，而另一電極與控制電路65連接?？刂齐娐?5包括恒流源91和放大器92。電源控制電路63包括電源電路61和控制器62。注意，希望電源電路61為可變電源，由此可改變要輸送的電源電勢。
現(xiàn)在將描述使用發(fā)光元件66檢查環(huán)境溫度的機制。由恒流源91在發(fā)光元件66的相對電極之間輸送恒定電流。即，發(fā)光元件66的電流值總是恒定的。當這種條件下環(huán)境溫度發(fā)生改變時，發(fā)光元件66本身的電阻值也改變。當發(fā)光元件66的電阻值改變時，由于發(fā)光元件66的電流值無論何時都是恒定的，因而發(fā)光元件66的相對電極之間產(chǎn)生電勢差。通過檢查由溫度改變在發(fā)光元件66的相對電極之間產(chǎn)生的電勢差，可檢查環(huán)境溫度的改變。更具體而言，發(fā)光元件66的處于固定電勢的電極電勢保持不變，因此，檢查與恒流源91相連的相對電極的電勢改變。將包含有關(guān)發(fā)光元件這種電勢改變的數(shù)據(jù)的信號輸送給放大器92，并被放大器92放大，輸出至電源控制電路63。電源控制電路63根據(jù)監(jiān)測電路64的輸出，改變要通過放大器92輸送給像素區(qū)域40的電源電勢。因此，可隨溫度改變補償電源電勢。即，可抑制由溫度改變引起的電流值的波動。
注意，附圖中提供有多個發(fā)光元件66，不過本發(fā)明并不局限于此。沒有特別限定監(jiān)測電路64中提供的發(fā)光元件66的數(shù)量。此外，即使采用發(fā)光元件66，晶體管也可以與發(fā)光元件66串聯(lián)連接。在此情形中，與發(fā)光元件66串聯(lián)連接的晶體管根據(jù)需要被導(dǎo)通。另外，采用發(fā)光元件66作為監(jiān)測電路64，不過，本發(fā)明不限于此，可使用其他已知的溫度傳感器。在使用已知溫度傳感器的情形中，其可以與像素區(qū)域40提供在相同襯底上，或者利用IC從外部相連。本發(fā)明的溫度補償功能無需用戶控制，因此即使在分配給最終用戶后，也可連續(xù)地進行補償。因此，可實現(xiàn)產(chǎn)品的長壽命。該實施方式可與本發(fā)明的其他實施方式自由結(jié)合實現(xiàn)。
參照圖4、11A和11B描述本發(fā)明顯示裝置的操作。首先，描述源驅(qū)動器的操作(參見圖4和圖11A)。將時鐘信號(SCK)、時鐘反相信號(SCKB)和起始脈沖(SSP)輸入脈沖輸出電路44。根據(jù)這些信號的時序，向第一鎖存器47輸出采樣脈沖。第一至最后一列的被輸入數(shù)據(jù)的第一鎖存器47，按照采樣脈沖的輸入時序存儲視頻信號。在輸入鎖存脈沖時，存儲于第一鎖存器47中的視頻信號立即被一起傳送給第二鎖存器48。
現(xiàn)在，將描述每一周期中選擇電路46的操作，假設(shè)從選擇信號線52傳送L電平WE信號的周期為T1，而從選擇信號線52傳送H電平WE信號的周期為T2。周期T1和T2均相當于水平掃描周期的半個周期，且周期T1稱作第一子?xùn)胚x擇周期，而周期T2稱作第二子?xùn)胚x擇周期。
在周期T1(第一子?xùn)胚x擇周期)中，從選擇信號線52傳送的WE信號為L電平，且TFT 49導(dǎo)通，而模擬開關(guān)50截止。從而，多個信號線S1至Sn通過提供在每列中的TFT 49與電源53電連接。即，多個信號線S1至Sn與電源53具有相同電勢。此時，像素10中所包含的TFT 11導(dǎo)通，電源53的電勢通過TFT 11傳送給TFT 12的柵極。接下來，TFT 12截止，發(fā)光元件13的相對電極具有相同電勢。即，在發(fā)光元件13的相對電極之間沒有電流流動，因此它不發(fā)射光。由此，與輸入至信號線的視頻信號無關(guān)地將電源53的電勢傳送給TFT 12的柵極的操作稱作擦除操作，該操作將TFT 11截止以使發(fā)光元件13的相對電極具有相同電勢。
在周期T2中(第二子?xùn)胚x擇周期)，從選擇信號線52傳送的WE信號是H電平，且TFT 49截止，而模擬開關(guān)50導(dǎo)通。從而，存儲在第二鎖存器48中的一行視頻信號立即被一起傳送給多個信號線S1至Sn。此時，像素10中所包含的TFT 11導(dǎo)通，視頻信號通過TFT 11傳送給TFT 12的柵極。接下來，根據(jù)所輸入的視頻信號，TFT 12導(dǎo)通或截止，從而使發(fā)光元件13的相對電極具有不同電勢或相同電勢。更具體而言，當TFT 12導(dǎo)通時，發(fā)光元件13的相對電極具有不同電勢，從而使電流流入發(fā)光元件13中。即，發(fā)光元件13發(fā)射光。注意，流動到發(fā)光元件13中的電流與TFT 12的源-漏極電流具有相同數(shù)值。另一方面，當TFT 12截止時，發(fā)光元件13的相對電極具有相同電勢，從而沒有電流流入發(fā)光元件13中。即，發(fā)光元件13不發(fā)射光。由此，TFT 12根據(jù)視頻信號導(dǎo)通或截止、從而使發(fā)光元件13的相對電極具有不同電勢或相同電勢的操作稱作寫入操作。
現(xiàn)在，將描述第一柵驅(qū)動器41和第二柵驅(qū)動器42的操作。向脈沖輸出電路54輸入G1CK、G1CKB和G1SP。根據(jù)這些信號的時序，脈沖相繼輸出至選擇電路55。向脈沖輸出電路56輸入G2CK、G2CKB和G2SP。根據(jù)這些信號的時序，脈沖相繼輸出至選擇電路57。圖11B表示輸送給選擇電路55和57的第i，j，k和p行(i，j，k和p為自然數(shù)，且滿足1≤i，j，k和p≤n)中每一個行的脈沖的電勢。
現(xiàn)在，與有關(guān)源驅(qū)動器43的操作的描述類似，對每個周期中第一柵驅(qū)動器41中所包含的選擇電路55和第二柵驅(qū)動器42中所包含的選擇電路57的操作進行描述，假設(shè)從選擇信號線52傳送L電平WE信號的周期為T1，從選擇信號線52傳送H電平WE信號的周期為T2。注意，在圖11B的時序圖中，用Gy41表示從第一柵驅(qū)動器41接收信號的柵線Gy(y為自然數(shù)，且滿足1≤y≤n)的電勢，而用Gy42表示從第二柵驅(qū)動器42接收信號的柵線的電勢。Gy41和Gy42表示相同布線。
在周期T1中(第一子?xùn)胚x擇周期)，從選擇信號線52傳送的WE信號為L電平。接下來，向第一柵驅(qū)動器41中所包含的選擇電路55輸入L電平的WE信號，從而使選擇電路55處于浮動狀態(tài)。另一方面，向第二驅(qū)動器42中所包含的選擇電路57輸入與WE信號反相的H電平信號，從而使選擇電路57處于操作狀態(tài)。即，選擇電路57將H電平信號(行選擇信號)傳輸給第i行中的柵線Gi，從而使柵線Gi具有與H電平信號相同的電勢。也就是，由第二柵驅(qū)動器42選擇第i行中的柵線Gi。結(jié)果，像素10中所包含的TFT 11導(dǎo)通。然后，源驅(qū)動器43中所包含的電源53的電勢被傳送給TFT 12的柵極，從而使TFT 12截止，且發(fā)光元件13的兩個電極具有彼此相同的電勢。即，在該周期中執(zhí)行擦除操作，其中發(fā)光元件13不發(fā)射光。
在周期T2中(第二子?xùn)胚x擇周期)，從選擇信號線52傳送的WE信號為H電平。接下來，向第一柵驅(qū)動器41中所包含的選擇電路55輸入H電平的WE信號，從而使選擇電路55處于操作狀態(tài)。也就是，選擇電路55將H電平信號傳輸給第i行中的柵線Gi，從而使柵線Gi具有與H電平信號相同的電勢。即，由第一柵驅(qū)動器41選擇第i行中的柵線Gi。結(jié)果，像素10中所包含的TFT 11導(dǎo)通。然后，視頻信號從源驅(qū)動器43中包含的第二鎖存器48傳送給TFT 12的柵極，從而使TFT 12導(dǎo)通或截止，且發(fā)光元件13的兩個電極具有不同電勢或相同電勢。也就是，在該周期中執(zhí)行寫入操作，其中發(fā)光元件13發(fā)射光或不發(fā)射光。另一方面，向第二柵驅(qū)動器42中包含的選擇電路57輸入L電平信號，從而使其處于浮動狀態(tài)。
由此，在周期T1(第一子?xùn)胚x擇周期)中由第二柵驅(qū)動器42選擇柵線Gy，而在周期T2(第二子?xùn)胚x擇周期)中由第一柵驅(qū)動器41選擇柵線Gy。即，第一柵驅(qū)動器41和第二柵驅(qū)動器42以一種互補的方式控制柵線。此外，在第一子?xùn)胚x擇周期和第二子?xùn)胚x擇周期其中之一中執(zhí)行擦除操作，而在另一周期中執(zhí)行寫入操作。
注意，在由第一柵驅(qū)動器41選擇第i行中的柵線Gi的周期中，第二柵驅(qū)動器42沒有處于操作狀態(tài)(選擇電路57處于浮動狀態(tài))，或者將行選擇信號傳送給除第i行以外的行中的柵線。類似地，在第i行中的柵線Gi從第二柵驅(qū)動器42接收行選擇信號時，第一柵驅(qū)動器41處于浮動狀態(tài)，或者將行選擇信號傳送給除第i行以外的行中的柵線。
根據(jù)執(zhí)行上述操作的本發(fā)明，可以強行使發(fā)光元件13截止，因此即使灰度級的數(shù)量增大，也能提高占空率。另外，盡管能夠強行地使發(fā)光元件13截止，但是不需要提供用于釋放電容器16的電荷的TFT。因而，可獲得高孔徑比。當獲得高孔徑比時，隨著發(fā)光面積的增大，發(fā)光元件的亮度減小，這有助于功耗降低。即，可減小驅(qū)動電壓，以便降低功耗。
注意，本發(fā)明不限于上述的將柵選擇周期分成兩半的方式?？梢詫胚x擇周期分成三個或更多周期。本實施方式可以與上述實施方式自由結(jié)合實施。
還注意，在前半個柵選擇周期(第一子?xùn)胚x擇周期)中將擦除信號輸入給像素，而在后半個柵選擇周期(第二子?xùn)胚x擇周期)中將視頻信號輸入給像素，不過，本發(fā)明不限于此。還可以在前半個柵選擇周期(第一子?xùn)胚x擇周期)中將視頻信號輸入給像素，而在后半個柵選擇周期(第二子?xùn)胚x擇周期)中將擦除信號輸入給像素。
可替換地，還可以是在前半個柵選擇周期(第一子?xùn)胚x擇周期)中將視頻信號輸入給像素，在后半個柵選擇周期(第二子?xùn)胚x擇周期)中將另一視頻信號輸入給像素?？梢栽诿總€周期中輸入與不同子幀對應(yīng)的信號。結(jié)果，可提供子幀周期而無需擦除周期，從而連續(xù)配置發(fā)光周期。由于在此情形中不需要提供擦除周期，因此可增大占空率。
下面將參照縱坐標表示掃描線、橫坐標表示時間的時序圖(圖12A和12C)以及第i行中的柵線Gi(1≤i≤m)的時序圖(圖12B和12D)，來描述本發(fā)明顯示裝置的操作。在時間灰度級方法中，一幀周期包括多個子幀周期SF1，SF2，...，SFn(n為自然數(shù))。多個子幀周期中的每一個均包括執(zhí)行寫入操作或擦除操作的多個寫入周期Ta1，Ta2，...，Tan中的一個，和多個發(fā)光周期Ts1，Ts2，...，Tsn中的一個。多個寫入周期的每一個均包括多個柵選擇周期。多個柵選擇周期中的每一個包括多個子?xùn)胚x擇周期。不具體限制每個柵選擇周期被分割的數(shù)量，不過，其優(yōu)選為2至8個，或者更優(yōu)選為2至4個。將發(fā)光周期Ts1Ts2...Tsn的長度設(shè)定為滿足例如，2(n-1)2(n-2)...2120。即，將發(fā)光周期Ts1，Ts2，...，Tsn設(shè)定為對于每一位具有不同長度。
下面將描述在不提供AC驅(qū)動周期FRB(幀反向偏壓)的情況下用于顯示3比特灰度級(8個灰度級)的時序圖(參見圖12A和12B)。在此情形中，將一幀周期分割成三個子幀周期SF1至SF3。每個子幀周期SF1至SF3包括寫入周期Ta1至Ta3中的一個，和發(fā)光周期Ts1至Ts3中的一個。每個寫入周期包括多個柵選擇周期。多個柵選擇周期中的每一個包括多個子?xùn)胚x擇周期。在此，每個柵選擇周期包括兩個子?xùn)胚x擇周期第一子?xùn)胚x擇周期用于執(zhí)行擦除操作，第二子?xùn)胚x擇周期用于執(zhí)行寫入操作。
注意，擦除操作是使發(fā)光元件不發(fā)射光的操作，并且在子幀周期中僅在必要時才執(zhí)行。
下面將描述提供AC驅(qū)動周期RFB時的時序圖(參見圖12C和12D)。AC驅(qū)動周期FRB包括其中僅執(zhí)行擦除操作的寫入周期TaRB，和反向偏壓施加周期，在反向偏壓施加周期中通過將輸送給發(fā)光元件的電勢電平反向，從而同時地將反向偏壓施加給全部發(fā)光元件。注意，不必要每個幀周期都提供AC驅(qū)動周期FRB，可以每幾個幀周期提供AC驅(qū)動周期FRB。此外，不需要從子幀周期SF1至SF3獨立地提供AC驅(qū)動周期FRB，可以在某一子幀周期的發(fā)光周期Ts1至Ts3中提供。
此外，子幀周期的順序不限于上面所述的子幀周期從高階位向低階位順序排列，其可以隨機排列。另外，對于每個幀周期，子幀周期的順序可以是隨機的。此外，可以將選自子幀周期的一個或多個周期分割成多個周期。在此情形中，一個或多個被分割的子幀周期中的每一個、以及一個或多個未被分割的子幀周期中的每一個均包括多個寫入周期Ta1，Ta2，...，Tam(m為自然數(shù))中的一個以及多個發(fā)光周期Ts1，Ts2，...，Tsm中的一個。
現(xiàn)在，將描述將高階位的子幀周期分割成多個周期的時序圖，并且子幀周期的順序是隨機的(參見圖13)。該時序圖表示子幀周期SF1被分割成三個(用SF1-1至SF1-3表示)、子幀周期SF2被分割成兩個(用SF2-1和SF2-2表示)和子幀周期SF3被分割成兩個(用SF3-1和SF3-2表示)時，顯示6比特灰度級的情形。它還表示第一行像素的顯示時序、最后一行像素的顯示時序、擦除柵驅(qū)動器的掃描時序以及寫入柵驅(qū)動器的掃描時序。注意，所示時序圖的顯示占空率為51％。該實施方式可與上述實施方式自由結(jié)合實施。
現(xiàn)在將參照圖14A和14B描述電源線Vx被相鄰像素共享時本發(fā)明的顯示裝置的模式。注意，該顯示裝置包括多個像素10，如上所述，每個像素包括發(fā)光元件13、電容器16以及TFT 11和12。當電源線Vx由相鄰像素共享時，相鄰像素的排列被水平旋轉(zhuǎn)。當電源線Vx被相鄰像素共享時，所必需的布線數(shù)量可以減小，這導(dǎo)致高孔徑比。當獲得高孔徑比時，隨著發(fā)光面積的增大，發(fā)光元件的亮度降低，這有助于功耗降低。即，可減小驅(qū)動電壓以便降低功耗。
在采用上述結(jié)構(gòu)的情形中，希望采用顯示出單色光或白光的發(fā)光元件。通過在光發(fā)射一側(cè)上提供濾光片或顏色轉(zhuǎn)換層，可進行彩色顯示。當通過這種方式共享電源線時，與有選擇地將電致發(fā)光層著色的情形相比，在采用獲得單色光或白光的結(jié)構(gòu)時，電源電勢易于補償降低。該實施方式可與上述實施方式自由結(jié)合實施。
本發(fā)明的顯示裝置可配備有偏振片、波片或圓偏振片，以便增強對比度。本發(fā)明顯示裝置中所包含的每個發(fā)光元件均具有一對電極，和插入在它們之間的電致發(fā)光層。在進行彩色顯示的情形中，需要在每個像素中形成具有不同發(fā)射光譜的電致發(fā)光層，在此情形中通常形成分別與紅(R)、綠(G)和藍(B)對應(yīng)的電致發(fā)光層。在此情形中，通過在從發(fā)光元件發(fā)射出光的一側(cè)上提供用于透過發(fā)光光譜內(nèi)的光的濾光片(著色層)，可提高色純度并防止鏡面反射(眩光)。此外，當提供這種濾光片時，可省略常規(guī)需要的圓偏振片，這可以彌補從電致發(fā)光層所發(fā)射出的光的損耗。另外，可減小傾斜觀看顯示區(qū)域時看到的色調(diào)的改變。此外，電致發(fā)光層可具有一種顯示出單色光或白光的結(jié)構(gòu)。在采用白光發(fā)光材料時，通過在發(fā)光元件發(fā)射光的一側(cè)上提供用于透過特定發(fā)射光譜內(nèi)的光的濾光片，可進行彩色顯示。
電致發(fā)光層由通過單態(tài)激發(fā)獲得光發(fā)射的材料(下面稱作單態(tài)激發(fā)材料)，或者由三態(tài)激發(fā)獲得光發(fā)射的材料(下面稱作三態(tài)激發(fā)材料)形成。例如，在用于紅光發(fā)射、綠光發(fā)射和藍光發(fā)射的發(fā)光元件中，用于紅光發(fā)射(其亮度半衰期(亮度衰減到其初始值一半水平的時間)相對較短)的發(fā)光元件由三態(tài)激發(fā)材料形成，而其他發(fā)光元件由單態(tài)激發(fā)材料形成。三態(tài)激發(fā)材料具有高發(fā)光效率，其優(yōu)點在于即便為了獲得相同亮度，也需要較低功耗?？商鎿Q地，用于紅光發(fā)射和綠光發(fā)射的發(fā)光元件可由三態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成，而用于藍光發(fā)射的發(fā)光元件可由單態(tài)激發(fā)材料形成。在使用三態(tài)激發(fā)材料形成人眼高度可視的用于綠光發(fā)射的發(fā)光元件時，甚至可以實現(xiàn)更低的功耗。作為三態(tài)激發(fā)材料的一個例子，存在一種使用金屬絡(luò)合物作為摻雜物的材料，其包括以為第三躍遷元素的鉑作為中心原子的金屬絡(luò)合物，以及以銥等作為中心原子的金屬絡(luò)合物。
發(fā)光元件可具有正向?qū)盈B結(jié)構(gòu)，其中陽極、電致發(fā)光層和陰極以此順序?qū)盈B；或者可具有反向?qū)盈B結(jié)構(gòu)，其中陰極、電致發(fā)光層和陽極以此順序?qū)盈B。希望發(fā)光元件的電極由ITO(氧化銦錫)或ITSO(摻硅ITO)、IZO或GZO形成。該實施方式可與上述實施方式自由組合實施。
將描述作為本發(fā)明發(fā)光裝置的一種形式的面板，其中安裝有像素區(qū)域40、第一柵驅(qū)動器41、第二柵驅(qū)動器42和源驅(qū)動器43。在襯底405上，形成包括多個像素、第一柵驅(qū)動器41、第二柵驅(qū)動器42、源驅(qū)動器43和連接膜407的像素區(qū)域40，其中每個像素具有發(fā)光元件13(參見圖15A)。連接膜407與外部電路(IC芯片)相連。
圖15B為圖15A中沿線A-A’的面板的橫截面圖，表示出提供于像素區(qū)域40中的TFT 12和發(fā)光元件13，以及提供于源驅(qū)動器43中的CMOS電路410。在像素區(qū)域40、第一柵驅(qū)動器41、第二柵驅(qū)動器42和源驅(qū)動器43周圍提供密封劑408，并用密封劑408和相對襯底406來密封發(fā)光元件13。執(zhí)行這一密封工藝，以便保護發(fā)光元件13不受濕氣的影響，并使用覆蓋材料(玻璃、陶瓷、塑料、金屬等)密封該處。可替換地，可采用其他方法利用熱固性樹脂、紫外光固化樹脂，或者使用具有高阻隔性的薄膜(如金屬氧化物膜和氮化物膜)進行密封。形成于襯底405上的元件優(yōu)選地由與非晶半導(dǎo)體相比具有優(yōu)異性質(zhì)(如遷移率)的晶態(tài)半導(dǎo)體(多晶硅)形成，其能夠單片集成在相同的表面上。根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的面板，可減小所連接的外部IC的數(shù)量，這樣就能夠減小尺寸、減輕重量且使外形更薄。
注意，在上述結(jié)構(gòu)中，發(fā)光元件13的像素電極透光，而發(fā)光元件13的反電極遮光。因而，發(fā)光元件13向底側(cè)發(fā)射光?？商鎿Q地，除上述結(jié)構(gòu)以外可采用另一種結(jié)構(gòu)，其中發(fā)光元件13的像素電極遮光，而發(fā)光元件13的反電極透光(參見圖16A)。在此情形中，發(fā)光元件13朝向頂側(cè)發(fā)射光。
另外，除上述結(jié)構(gòu)以外可采用另一種結(jié)構(gòu)，其中發(fā)光元件13的像素電極和反電極都透光(參見圖16B)。在此情形中，發(fā)光元件13朝向兩側(cè)發(fā)射光。
本發(fā)明的顯示裝置可采用底部發(fā)射、頂部發(fā)射或雙向發(fā)射結(jié)構(gòu)中的任何一種。在采用底部發(fā)射或雙向發(fā)射結(jié)構(gòu)的情況下，與TFT 12中所包含的雜質(zhì)區(qū)域相連接的導(dǎo)電層(源/漏極布線)優(yōu)選地由鋁(Al)和低反射率材料如鉬(Mo)的組合構(gòu)成。具體而言，優(yōu)選采用鉬(Mo)、鋁-硅(Al-Si)和鉬(Mo)的疊層結(jié)構(gòu)，氮化鉬(MoN)、鋁-硅(Al-Si)和氮化鉬(MoN)的疊層結(jié)構(gòu)等。因而，可防止發(fā)光元件發(fā)射出的光在源/漏極布線上發(fā)生反射。因此，光可以被提取到外部。
注意，像素區(qū)域40由TFT構(gòu)成，TFT的溝道部分由形成于絕緣表面上的非晶半導(dǎo)體(非晶硅)形成，而第一柵驅(qū)動器41、第二柵驅(qū)動器42和源驅(qū)動器43由IC芯片形成。IC芯片通過COG粘接到襯底405上，或者附著到用于連接襯底405的連接膜407上。通過CVD易于在大襯底上形成非晶半導(dǎo)體，不需要結(jié)晶步驟。因此，可提供廉價的面板。此外，當通過以噴墨為代表的微滴放電方法形成導(dǎo)電層時，甚至可以提供更為廉價的面板。該實施方式可與上述實施方式自由組合實施。
包含具有發(fā)光元件的像素區(qū)域的顯示裝置可以應(yīng)用于電子設(shè)備中，如電視機(電視或電視接收機)、數(shù)字照相機、數(shù)字攝像機、便攜式電話機(手機)、便攜式信息終端(例如PDA)、便攜式游戲機、監(jiān)視器、計算機，放音裝置(例如汽車用立體聲系統(tǒng))和配備有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)裝置(如家用游戲機)。圖17A至17F表示這種設(shè)備的具體例子。
圖17A中所示的使用本發(fā)明顯示裝置的便攜式信息終端包括主體9201、顯示部分9202等，通過本發(fā)明可實現(xiàn)低功耗。圖17B中所示的使用本發(fā)明顯示裝置的數(shù)字攝像機包括顯示部分9701和9702等，通過本發(fā)明可實現(xiàn)低功耗。圖17C中所示的使用本發(fā)明顯示裝置的便攜式信息終端包括主體9101、顯示部分9102等，通過本發(fā)明可實現(xiàn)低功耗。圖17D中所示的使用本發(fā)明顯示裝置的便攜式電視機包括主體9301、顯示部分9302等，通過本發(fā)明可實現(xiàn)低功耗。圖17E中所示的使用本發(fā)明顯示裝置的便攜式計算機包括主體9401、顯示部分9402等，通過本發(fā)明可實現(xiàn)低功耗。圖17F中所示的使用本發(fā)明顯示裝置的電視機包括主體9501、顯示部分9502等，通過本發(fā)明可實現(xiàn)低功耗。在上面列舉出的電子設(shè)備中，通過減小功耗量，可保證那些使用電池的電子設(shè)備具有更長的工作時間，這樣就可以節(jié)省電池充電時間。
圖20表示用于補償溫度特性和發(fā)光特性的電路的一個具體例子。其包括顯示板2020和電源2000。電源2000相當于實施方式1的圖4中所示的顯示裝置的控制電路65。顯示板包括像素部分2021、監(jiān)測元件2027和第一電源接線端2026。像素部分2021包括開關(guān)TFT 2022、存儲電容器2023、驅(qū)動TFT 2024以及發(fā)光元件2025。當驅(qū)動TFT 2024導(dǎo)通以便使發(fā)光元件2025與第二電源接線端2028相連時，發(fā)光元件2025發(fā)光。
發(fā)光元件2025的電流-電壓特性隨溫度而變。在施加恒定電壓時，在高溫下獲得高亮度，在低溫下獲得低亮度。為了對此進行補償，恒定電流從恒流源2011輸送給監(jiān)測元件2027，且其中所產(chǎn)生的電壓通過晶體管2013施加給第二電源接線端2028。當監(jiān)測元件2027和發(fā)光元件2025由相同材料構(gòu)成時，該溫度特性不再存在，從而相對于溫度亮度保持恒定。
電源2000是一種開關(guān)式穩(wěn)壓器，其包括第一比較器2001、第二比較器2002、振蕩器電路2004、平滑電容器2005、二極管2006、開關(guān)晶體管2008、電感器2009、參考電源2003、2007和2014、以及衰減器2010。參考電源2007是一種具有高電流容量的電源，如電池。
開關(guān)式穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)不限于上面所述，可采用其他結(jié)構(gòu)。此外，圖20表示的開關(guān)晶體管為NPN雙極型晶體管，不過，本發(fā)明不限于此。
在第二比較器2002中，振蕩器電路2004的輸出信號、參考電源2003以及第一比較器2001的輸出信號相互比較，并且第二比較器2002的輸出信號將開關(guān)晶體管2008導(dǎo)通/截止。當開關(guān)晶體管2008導(dǎo)通時，電流流入電感器2009中，從而將磁能存儲到電感器2009中。當開關(guān)晶體管2008截止時，磁能被轉(zhuǎn)換成電壓，從而使平滑電容器2005通過二極管2006充電。平滑電容器中產(chǎn)生的DC電壓隨開關(guān)晶體管2008的導(dǎo)通/截止狀態(tài)而改變。
平滑電容器2005的DC電壓在衰減器2010中被衰減，然后輸入第一比較器2001。第一比較器2001比較參考電源2014與衰減器2010的電壓，其輸出被輸入第二比較器2002。由此，執(zhí)行反饋操作，并在平滑電容器2005中產(chǎn)生必需的電壓。此處，恒流源2011、放大器2012和監(jiān)測元件2027直接連接，不過，它們之間可以插入其他元件，如電阻器和開關(guān)。
在圖20所示的實施例中，平滑電容器2005的電壓具有與溫度無關(guān)的恒定值，不過，發(fā)光元件具有溫度特性。通常，低溫下發(fā)光元件的電壓較高，而在高溫下發(fā)光元件的電壓較低。圖21A表示這種現(xiàn)象。在高溫下，發(fā)光元件電壓與平滑電容器電壓(在圖21A和21B中用開關(guān)式穩(wěn)壓器表示)之間存在較大差別，這造成功耗浪費。如果如圖21B中所示，在高溫下，開關(guān)式穩(wěn)壓器電壓與發(fā)光元件電壓一起減小，則可降低浪費的功耗。
圖22是發(fā)明的為了解決該問題的一個實施例。將監(jiān)測元件電壓輸入開關(guān)式穩(wěn)壓器，從而使開關(guān)式穩(wěn)壓器電壓與發(fā)光元件電壓配合工作。
圖22表示用于補償溫度特性和發(fā)光特性的電路的一個具體例子。其包括顯示板2220和電源2200。電源2200相當于實施方式1的圖4中所示的顯示裝置的控制電路65。顯示板包括像素部分2221、監(jiān)測元件2227和第一電源接線端2226。像素部分2221包括開關(guān)TFT 2222、存儲電容器2223、驅(qū)動TFT 2224和發(fā)光元件2225。當驅(qū)動TFT 2224導(dǎo)通以便將發(fā)光元件2225與第二電源接線端2228連接時，發(fā)光元件2225發(fā)射光。
發(fā)光元件2225的電流-電壓特性隨溫度而變。在施加恒電壓時，在高溫下獲得高亮度，在低溫下獲得低亮度。為了對此進行補償，從恒流源2211向監(jiān)測元件2227輸送恒定電流，并將其中產(chǎn)生的電壓通過放大器2212和晶體管2213施加給第二電源接線端2228。當監(jiān)測元件2227和發(fā)光元件2225由相同材料形成時，消除了溫度特性，從而相對于溫度保持恒定亮度。
電源2200是開關(guān)式穩(wěn)壓器，其包括第一比較器2201、第二比較器2202、振蕩器電路2204、平滑電容器2205、二極管2206、開關(guān)晶體管2208、電感器2209、參考電源2203和2207、以及衰減器2210。參考電源2207是具有高電流容量的電源，如電池。
開關(guān)式穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)不限于以上所述，可采用其他結(jié)構(gòu)。此外，圖22表示的開關(guān)晶體管為NPN雙極型晶體管，不過，本發(fā)明不限于此。
在第二比較器2202中，振蕩器電路2204的輸出信號、參考電源2203以及第一比較器2201的輸出信號相互比較，并且第二比較器2202的輸出信號將開關(guān)晶體管2208導(dǎo)通/截止。當開關(guān)晶體管2208導(dǎo)通時，電流流入電感器2209，從而磁能存儲到電感器2209中。當開關(guān)晶體管2208截止時，磁能被轉(zhuǎn)換成電壓，從而使平滑電容器2205通過二極管2206充電。平滑電容器中產(chǎn)生的DC電壓隨開關(guān)晶體管2208的導(dǎo)通/截止狀態(tài)而變。
監(jiān)測元件2227的電壓通過放大器2214和衰減器2215輸入第一比較器2201。在衰減器2210中平滑電容器2205的DC電壓被衰減，然后輸入第一比較器2201。第一比較器2201比較衰減器2215的電壓與衰減器2210的電壓，其輸出輸入到第二比較器2202。由此，執(zhí)行反饋操作，并且平滑電容器2205中產(chǎn)生所必需的電壓。此處，恒流源2211、放大器2212和2214以及監(jiān)測元件2227直接連接，不過，它們之間可以插入其他元件，如電阻器和開關(guān)。
圖23的實施例中開關(guān)式穩(wěn)壓器的輸出直接與顯示板的第二電源接線端連接。監(jiān)測元件的電壓輸入開關(guān)式穩(wěn)壓器，從而使開關(guān)式穩(wěn)壓器的電壓與發(fā)光元件的電壓配合工作。
圖23表示用于補償溫度特性和亮度特性的電路的一個具體例子。其包括顯示板2320和電源2300。電源2300相當于實施方式1的圖4中所示的顯示裝置的控制電路65。顯示板包括像素部分2321、監(jiān)測元件2327和第一電源接線端2326。像素部分2321包括開關(guān)TFT 2322、存儲電容器2323、驅(qū)動TFT 2324和發(fā)光元件2325。當驅(qū)動TFT 2324導(dǎo)通以便連接發(fā)光元件2325與第二電源接線端2328時，發(fā)光元件2325發(fā)光。
發(fā)光元件2325的電流-電壓特性隨溫度而變。在施加恒定電壓的情形中，高溫下獲得高亮度，而低溫下獲得低亮度。為了對此進行補償，從恒流源2311向監(jiān)測元件2327輸送恒定電流，且將其中產(chǎn)生的開關(guān)式穩(wěn)壓器電壓施加給第二電源接線端2328。當監(jiān)測元件2327和發(fā)光元件2325由相同的材料形成時，消除了溫度特性，從而相對于溫度亮度保持恒定。該實施例中的補償電路具有較低的穩(wěn)定性，不過，其優(yōu)點在于可減小放大器和晶體管的數(shù)量。
電源2300為開關(guān)式穩(wěn)壓器，其包括第一比較器2301、第二比較器2302、振蕩器電路2304、平滑電容器2305、二極管2306、開關(guān)晶體管2308、電感器2309、參考電源2303和2307、以及衰減器2310。參考電源2307是具有高電流容量的電源，如電池。在第二比較器2302中，振蕩器電路2304的輸出信號、參考電源2303以及第一比較器2301的輸出信號相互比較，且第二比較器2302的輸出信號將開關(guān)晶體管2308導(dǎo)通/截止。當開關(guān)晶體管2308導(dǎo)通時，電流流入電感器2309中，從而磁能存儲到電感器2309中。當開關(guān)晶體管2308截止時，磁能被轉(zhuǎn)換成電壓，從而使平滑電容器2305通過二極管2306充電。平滑電容器中產(chǎn)生的DC電壓隨著開關(guān)晶體管2308的導(dǎo)通/截止狀態(tài)而變。
監(jiān)測元件2327的電壓通過放大器2314和衰減器2315輸入第一比較器2301。在衰減器2310中，平滑電容器2305的DC電壓發(fā)生衰減，然后輸入第一比較器2301。第一比較器2301比較衰減器2315的電壓與衰減器2310的電壓，其輸出被輸入第二比較器2302。由此，執(zhí)行反饋操作，并在平滑電容器2305中產(chǎn)生所必需的電壓。此處，恒流源2311、放大器2314和監(jiān)測元件2327直接連接，不過，它們之間可以插入其他元件，如電阻器和開關(guān)。
圖24表示其中提供有多個監(jiān)測元件的實施例。多個監(jiān)測元件的電壓被輸入開關(guān)式穩(wěn)壓器，從而使開關(guān)式穩(wěn)壓器的電壓與發(fā)光元件的電壓一起工作。
圖24為用于補償溫度特性和亮度特性的電路的一個具體例子。其包括顯示板2420和電源2400。電源2400相當于實施方式1的圖4中所示顯示裝置的控制電路65。顯示板包括像素部分2421、監(jiān)測元件2427、監(jiān)測元件2429和第一電源接線端2426。像素部分2421包括開關(guān)TFT 2422、存儲電容器2423、驅(qū)動TFT 2424和發(fā)光元件2425。當驅(qū)動TFT 2424導(dǎo)通以便連接發(fā)光元件2425與第二電源接線端2428時，發(fā)光元件2425發(fā)射光。
發(fā)光元件2425的電流-電壓特性隨溫度而變。在施加恒定電壓的情形中，高溫下獲得高亮度，低溫下獲得低亮度。為了對此進行補償，分別從恒流源2411和恒流源2427將恒定電流輸送給監(jiān)測元件2427和監(jiān)測元件2429，且將其中所產(chǎn)生的電壓通過放大器2412和晶體管2413施加給第二電源接線端2428。當監(jiān)測元件2427、監(jiān)測元件2429和發(fā)光元件2425由相同材料形成時，消除了溫度特性，從而相對于溫度可保持亮度恒定。當兩個監(jiān)測元件設(shè)置在像素部分的兩側(cè)并且在由加法器電路2416平均之后與放大器2412和2414相連時，能進行更加精確的監(jiān)測。另外，根據(jù)本發(fā)明，可進一步增加監(jiān)測元件的數(shù)量。當監(jiān)測元件的數(shù)量增多時，可以減小監(jiān)測元件與發(fā)光元件之間的差異。
電源2400是一種開關(guān)式穩(wěn)壓器，其包括第一比較器2401、第二比較器2402、振蕩器電路2404、平滑電容器2405、二極管2406、開關(guān)晶體管2408、電感器2409、參考電源2403和2407、以及衰減器2410。參考電源2407是一種具有高電流容量的電源，如電池。在第二比較器2402中，振蕩器電路2404的輸出信號、參考電源2403和第一比較器2401的輸出信號相互比較，并且第二比較器2402的輸出信號使開關(guān)晶體管2408導(dǎo)通/截止。當開關(guān)晶體管2408導(dǎo)通時，電流流入電感器2409中，從而磁能存儲到電感器2409中。當開關(guān)晶體管2408截止時，磁能被轉(zhuǎn)換成電壓，從而通過二極管2406對平滑電容器2405充電。平滑電容器中所產(chǎn)生的DC電壓隨開關(guān)晶體管2408的導(dǎo)通/截止狀態(tài)而變。
監(jiān)測元件2427和監(jiān)測元件2429的電壓通過加法器電路2416、放大器2414和衰減器2415輸入第一比較器2401。在衰減器2410中平滑電容器2405的DC電壓被衰減，然后輸入第一比較器2401。第一比較器2401比較衰減器2415的電壓與衰減器2410的電壓，其輸出被輸入第二比較器2402。
由此，執(zhí)行反饋操作，并且在平滑電容器2405中產(chǎn)生必需的電壓。此處，恒流源2411、恒流源2417、放大器2412、監(jiān)測元件2427和監(jiān)測元件2429直接連接，不過，它們之間可插入其他元件，如電阻器和開關(guān)。
在實施例1到4中，顯示板的第一電源接線端和第二電源接線端是固定的，不過，可插入用于定期切換施加給這些接線端的電壓的轉(zhuǎn)換開關(guān)，從而交替地驅(qū)動發(fā)光元件和監(jiān)測元件。
在實施例1到4中已經(jīng)描述了溫度補償，不過，還可以利用監(jiān)測元件與發(fā)光元件的類似降級，對發(fā)光元件的降級進行補償。
本發(fā)明不限于圖4中所示的行順序驅(qū)動操作的源驅(qū)動器43，并且可應(yīng)用于點順序驅(qū)動操作的源驅(qū)動器。因此，在本實施例中參照圖25描述適用于本發(fā)明顯示裝置的點順序驅(qū)動操作的一種示例性源驅(qū)動器。注意，用相同的附圖標記表示與圖4中源驅(qū)動器43相同的部分。
圖25中的源驅(qū)動器2501包括脈沖輸出電路44、開關(guān)組2503和選擇電路46。開關(guān)組包括與每列像素對應(yīng)的開關(guān)2502。選擇電路46還包括反相器51、模擬開關(guān)50和與每列像素對應(yīng)的TFT 49。TFT 49的一個端子與電源53相連。脈沖輸出電路44可以為例如移位寄存器。
將簡要描述源驅(qū)動器2501的操作方法。
當源驅(qū)動器2501執(zhí)行寫入操作時，輸送H電平的WE信號，且使模擬開關(guān)50導(dǎo)通。此時，用于傳輸擦除信號的TFT 49被截止。由脈沖輸出電路44順序地選擇要被寫入DATA信號的列上的開關(guān)2502，從而將DATA信號寫入像素。
當源驅(qū)動器2501執(zhí)行擦除操作時，輸送L電平的WE信號，模擬開關(guān)50截止，并且擦除TFT 49導(dǎo)通。擦除TFT 49的一個端子與電源53相連，從而可將電源53的電勢設(shè)定在信號線的電勢，因此，可設(shè)定用于驅(qū)動像素的TFT的柵電勢。即，用于驅(qū)動像素的TFT的柵極與源極之間不再存在電勢差，因此可以釋放積累在用于存儲柵-源電壓的存儲電容器中的電荷。用于驅(qū)動像素的TFT與圖4中的TFT 12對應(yīng)，信號線與S1至Sm對應(yīng)，且存儲電容器與電容器16對應(yīng)。TFT 12的源電勢為電源線Vx的電勢。即，希望將電源53的電勢與電源線Vx的電勢設(shè)置為相等。由此，可以擦除由源驅(qū)動器寫入的信號。
在本實施例中，參照圖26描述源驅(qū)動器43中所包含的選擇電路46的另一種結(jié)構(gòu)。在本實施例的結(jié)構(gòu)中，使用定時反相器2603取代圖4中所示的源驅(qū)動器43的選擇電路46中所用的模擬開關(guān)50。注意，用相同的附圖標記表示與圖4中源驅(qū)動器43中相同的部分。
本實施例中所示的源驅(qū)動器2601包括脈沖輸出電路44、第一鎖存器47、第二鎖存器48和選擇電路2602。選擇電路2602包括反相器51、定時反相器2603和TFT 49。TFT 49的一個端子與電源53相連。
簡要描述選擇電路2602的操作方法。
當源驅(qū)動器2601執(zhí)行寫入操作時，輸送H電平的WE信號，從而輸入定時反相器2603的信號可被輸出。此時，用于傳輸擦除信號的TFT49被截止。由此，可將來自第二鎖存器48的信號寫入像素。
當源驅(qū)動器執(zhí)行擦除操作時，輸送L電平的WE信號，從而輸入定時反相器2603的信號沒有被輸出。此外，TFT 49導(dǎo)通。由此，可以將信號線S1至Sm設(shè)定在電源53的電勢，并且可以擦除寫入像素中的信號。
注意，本實施例中所示的選擇電路2602可以應(yīng)用于實施例6中圖25所示的源驅(qū)動器2501。
在輸送數(shù)據(jù)信號時，可用邏輯門表示每個電路。在本實施例中，參照圖27描述其中用邏輯門電路表示的源驅(qū)動器43中選擇電路46的一個例子。注意，用相同的附圖標記表示與圖4中源驅(qū)動器43中的部分相同的部分。
源驅(qū)動器2701包括脈沖輸出電路44、第一鎖存器47、第二鎖存器48和選擇電路2702。選擇電路2702包括NOR(或非)門2704和反相器2705。注意，向每列選擇電路2702中的NOR門2704的一個端子輸入經(jīng)反相器2703反相的WE信號。當源驅(qū)動器執(zhí)行寫入操作時，輸送H電平的WE信號。然后，該信號經(jīng)由反相器2703反相，從而L電平的信號被輸入每列中NOR門2704的其中一個輸入端。向其另一輸入端輸入來自每列的第二鎖存器48的信號。當從第二鎖存器48輸送H電平信號時，NOR門的輸出為L電平，此后該信號被反相器2705反相，從而將H電平信號輸出至源線。因此，由柵線所選擇的像素中TFT 12的柵電勢為H電平，從而使TFT 12導(dǎo)通。當從第二鎖存器48輸送L電平信號時，NOR門2704的輸出為H電平，此后該信號被反相器2705反相，從而將L電平信號輸出至源線。因此，由柵線選擇的像素中的TFT 12的柵電勢為L電平，從而使TFT 12截止。這些電勢在電容器16中積累。由此，可將信號寫入像素中。
在擦除操作中，輸送L電平的WE信號。然后，該信號被反相器2703反相，從而H電平信號被輸入每列中NOR門2704的其中一個輸入端。然后，無論來自第二鎖存器48的信號(即，NOR門另一輸入端的輸入信號)如何，NOR門的輸出都為L電平，此后，該信號經(jīng)由反相器2705反相，從而將H電平信號輸出至源線。由柵線所選擇的像素中TFT 12的柵電勢為H電平，從而使電容器16放電，并且使TFT 12截止。由此，可以擦除寫入像素中的信號。
注意，本實施例中所示的選擇電路2702可以應(yīng)用于實施例6的圖25中所示的源驅(qū)動器2501。
在本實施例中，參照圖28描述這樣一個例子，其中圖4中所示的第一柵驅(qū)動器41中所包含的選擇電路55的三態(tài)緩沖器87和保護電路88具有不同的結(jié)構(gòu)。圖9中所示的三態(tài)緩沖器87用于防止當?shù)谝粬膨?qū)動器41和第二柵驅(qū)動器42其中之一使柵線Gy充電或放電時，操作受到其他驅(qū)動器的輸出的干擾。因此，三態(tài)緩沖器87只要具有上述功能，就可以是如圖28中所示的使用模擬開關(guān)2803的使能電路(enablecircuit)2801。保護電路2802包括整流器2805和2806。
使能電路2801包括模擬開關(guān)2803和反相器2804。由P2信號將模擬開關(guān)2803導(dǎo)通/截止，從而將P1信號傳送到柵線。也就是說，為了防止當?shù)谝粬膨?qū)動器41和第二柵驅(qū)動器42其中之一使柵線Gy充電或放電時，操作受另一驅(qū)動器的輸出的干擾，要求輸入第一柵驅(qū)動器41和第二柵驅(qū)動器42其中每一個的使能電路2801的P2信號彼此反相。
第一柵驅(qū)動器41包括與脈沖輸出電路54的輸入節(jié)點連接的第一保護電路(相當于圖中的電阻器72)，和提供在選擇電路46的下級的第二保護電路2802。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可抑制由靜電引起的元件的降級或損壞。更具體而言，輸入到輸入節(jié)點的時鐘信號或數(shù)據(jù)信號有可能具有噪聲，這會產(chǎn)生瞬時施加給元件的高電壓或低電壓。不過，根據(jù)具有保護電路的本發(fā)明，可抑制元件發(fā)生降級或損壞。
注意，保護電路不僅使用電阻器和晶體管構(gòu)成，而且還由選自電阻器、電容器和整流器的一個或多個元件構(gòu)成。整流器是一種柵極與源極彼此連接的晶體管，或者是二極管。在本實施例中，整流器2805和2806應(yīng)用于保護電路2802，不過，可以采用選自電阻器、電容器和整流器的一個或多個元件。注意，整流器可以為PN結(jié)二極管、PIN結(jié)二極管、Shottoky二極管和除連接成二極管的晶體管以外的類似元件。
現(xiàn)在將描述保護電路的操作。此處，描述第一柵驅(qū)動器41中所包含的保護電路2802的操作。
首先，當由于噪聲等的影響，從使能電路2801的輸出節(jié)點輸送比VDD電壓更高的信號時，向整流器2806施加正向偏壓，并且存儲于使能電路2801中的電荷被釋放到電源線，用于傳送VDD，從而使柵線Gx的電勢變成VDD或VDD+a。
另一方面，當從使能電路2801的輸出節(jié)點輸送比VSS電壓更低的信號時，將正向偏壓施加給整流器2805，從而使柵線Gx的電勢變成VSS或VSS-a。
由此，即使當由于噪聲等的影響，從使能電路2801的輸出節(jié)點輸送的電壓瞬時變得高于VDD或低于VSS時，輸送給柵線Gx的電壓也不會變得高于VDD或低于VSS。因此，可抑制由噪聲、靜電等所導(dǎo)致的元件的失效、降級或損壞。
在本實施例中，參照圖28描述這樣一個例子，其中圖4中所示的第一柵驅(qū)動器41中所包含的選擇電路55的三態(tài)緩沖器87和保護電路88具有不同的結(jié)構(gòu)。圖9中所示的三態(tài)緩沖器87用于防止當?shù)谝粬膨?qū)動器41和第二柵驅(qū)動器42其中之一使柵線Gy充電或放電時，操作受到另一驅(qū)動器的輸出的干擾。因此，三態(tài)緩沖器87只要具有上述功能，就可以是如圖29中所示的使用定時反相器2902的使能電路2901。保護電路2802包括整流器2805和2806。注意，該結(jié)構(gòu)采用定時反相器取代使能電路2801中所包含的模擬開關(guān)，并且其操作方法由于與實施例9中圖28中所示的使能電路2801和保護電路2802類似而被省略。
在本實施例中，描述圖4等中所示的選擇信號線52。WE信號通過選擇信號線52輸入柵驅(qū)動器或源驅(qū)動器。此時，必須考慮信號輸入像素的實際輸入時間。
換句話說，必須考慮柵線選擇被取消的時間，和從源線傳送到像素的視頻信號或擦除信號改變的時間。例如，如果在所選擇的柵線被取消之前，視頻信號或擦除信號發(fā)生改變，則改變的信號被輸入像素。因此，將要輸入像素的視頻信號或擦除信號保持不變直至所選擇的柵線被取消為止是必需的。在所選擇的柵線被取消之后，視頻信號或擦除信號可以改變。
然后，如圖30中所示，在WE信號輸入源驅(qū)動器43之前可以提供延遲電路3000。WE信號可以直接輸入柵驅(qū)動器。結(jié)果，在WE信號改變時，WE信號輸入源驅(qū)動器，具有一個由該延遲電路產(chǎn)生的延遲。因此，與所選擇的柵線被取消的時間相比，可以將視頻信號或擦除信號發(fā)生改變的時間延遲。結(jié)果，可將精確的信號輸入像素。注意，圖30為示意圖，其中與圖4中所示相同的部分用相同的附圖標記表示。
圖31表示延遲電路的一個例子?；旧?，輸入信號可以在被延遲之后輸出。圖31為采用雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路的一個例子。圖31中所示的雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路3101包括定時反相器3102、定時反相器3103和反相器3104，其通常稱作延遲雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路(DFF)。構(gòu)成DFF的定時反相器3102和3103與時鐘信號的輸入同步地操作。因此，當將DFF的一級設(shè)為延遲電路時，信號被延遲了輸送給DFF的時鐘信號的半個周期。
圖34為時序圖。顯然，與DFF 3101的輸入信號(WE)相比，DFF3101的輸出信號(WE’)被延遲了時鐘信號的半個周期。
此處，輸入延遲電路的DFF 3103的時鐘信號可以為任何信號。不過，如果在為了其他目的而輸入的信號當中存在可利用的信號，則可以有效地利用該信號用于時鐘信號。因此，希望采用輸入源驅(qū)動器的時鐘信號。
在圖31的情形中，信號被延遲了輸入DFF 3103的時鐘信號的半個周期。如果需要將信號延遲得更多的話，則可以如圖32中所示將多個DFF 3101串聯(lián)連接。通過控制DFF 3101的級數(shù)，可任意確定延遲時間。在圖32中，三級DFF串聯(lián)連接。因此，從圖35中的時序圖顯然可以看出，與DFF的輸入信號相比(WE信號)，DFF的輸出信號(WE”信號)被延遲時鐘信號的半個周期的長度的三倍。
注意，圖31和32表示采用DFF的結(jié)構(gòu)，不過，本發(fā)明不限于此?？墒褂镁哂羞m用于移位寄存器的結(jié)構(gòu)的任何其他電路。
可替換地，可以不利用與時鐘信號的同步，而是利用由來自多個電路的信號的連續(xù)傳播所產(chǎn)生的延遲時間，將信號延遲。圖33表示這種情形的一種結(jié)構(gòu)。此處，通過連接多級反相器3301而將信號延遲。在需要時，可提供NAND(與非門)3302，以接收延遲前后的信號，以便壓縮信號的脈沖寬度。反相信號在反相器3303中再次被反相。
圖4中所示的顯示裝置具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中第一柵驅(qū)動器41和第二柵驅(qū)動器42設(shè)置在像素區(qū)域40的相對側(cè)。另一方面，圖36表示一種與具有圖4中結(jié)構(gòu)的顯示裝置的操作類似的顯示裝置，不過具有其中一個柵驅(qū)動器設(shè)置在一側(cè)的結(jié)構(gòu)。注意，與圖4中所示的顯示裝置相同的部分用相同的附圖標記表示。
源驅(qū)動器43包括脈沖輸出電路44、鎖存器45和選擇電路46。鎖存器45包括第一鎖存器47和第二鎖存器48。選擇電路46包括TFT 49和模擬開關(guān)50。TFT 49和模擬開關(guān)50提供在與源線Sx對應(yīng)的每一列中。反相器51產(chǎn)生WE(寫入/擦除)信號的反相信號，并且當由外部輸送WE信號的反相信號時，不必提供反相器51。
TFT 49的柵極與選擇信號線52連接，其源極和漏極其中之一與源線Sx連接，而另一個與電源53連接。模擬開關(guān)50提供在第二鎖存器48與源線Sx之間。即，模擬開關(guān)50的輸入節(jié)點與第二鎖存器48相連，而其輸出節(jié)點與源線Sx連接。模擬開關(guān)50的兩個控制節(jié)點中的一個與選擇信號線52連接，而另一個通過反相器51與選擇信號線52連接。電源53的電勢具有使像素10中所包含的TFT 12截止的電平。當TFT 12為N-溝道TFT時，將電源53的電勢設(shè)為L電平，并且另一方面，當TFT 12為P-溝道TFT時，將電源53的電勢設(shè)為H電平。
柵驅(qū)動器3601包括第一脈沖輸出電路3603、第二脈沖輸出電路3602和選擇電路3604。選擇電路3604包括NAND門3606和3607、反相器3608、3609和3611、以及與每一列對應(yīng)的NOR門3610。選擇信號線52分成支路，其中一個分支(選擇信號線52a)與NAND門3606的一個端子連接。NAND門3606的另一個端子與第一脈沖輸出電路3603連接。分支的選擇信號線52的另一分支(選擇信號線52b)與NAND門3607的一個端子連接。NAND門3607的另一個端子與第二脈沖輸出電路3602連接。NAND門3606的輸出端與反相器3608的輸入端連接，NAND門3607的輸出端與反相器3609的輸入端連接。反相器3608和3609的輸出端分別與NOR門3610的輸入端連接，并且NOR門3610的輸出端與反相器3611的輸入端連接。即，從選擇信號線52a輸入選擇電路3604的信號與從選擇信號線52b輸入選擇電路3604的信號彼此反相。
現(xiàn)在描述本實施例的柵驅(qū)動器的操作方法。
當NAND門3606和NAND門3607的輸入端均為H電平時，H電平信號被輸入柵線Gx。
當將信號寫入像素時，輸入H電平的WE信號。接下來，H電平信號從選擇信號線52a輸入NAND門3606的一個端子。因此，從與NAND門3606的另一端子連接的第一脈沖輸出電路3603輸出的H電平信號所至的柵線行，對應(yīng)于所選擇的用于寫入信號的像素行。即，該行像素中用于寫入信號的晶體管11被導(dǎo)通。當輸送H電平的WE信號時，選擇電路46中的模擬開關(guān)導(dǎo)通，從而使來自第二鎖存器48的信號被輸出至信號線Sx。因此，電荷在用于存儲驅(qū)動像素的TFT 12的柵電勢的電容器16中積累，從而可將信號寫入像素。
在用于擦除像素中所寫入信號的擦除操作中，輸送L電平的WE信號。然后，H電平信號從選擇信號線52b通過反相器3605輸入NAND門3607的一個端子。因此，從與NAND門3607的另一端子連接的第二脈沖輸出電路3602輸出的H電平信號所至的柵線行，對應(yīng)于所選擇的用于擦除信號的像素行。即，該行像素中用于擦除信號的晶體管11被導(dǎo)通。當輸送L電平的WE信號時，選擇電路46中的TFT 49導(dǎo)通，從而使電源53的電勢為信號線Sx的電勢。因此，積累于用于存儲驅(qū)動像素TFT 12的柵電勢的電容器16中的電荷得到釋放，從而可將寫入像素中的信號擦除。
源驅(qū)動器43中所包含的脈沖輸出電路44、柵驅(qū)動器3601所包含的第一脈沖輸出電路3603和第二脈沖輸出電路3602相當于具有多個雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路的移位寄存器，或者譯碼器電路。當脈沖輸出電路44、3602和3603中的每一個均采用譯碼器電路時，可隨機選擇源線Sx或柵線Gy。當能夠隨機地選擇源線Sx或柵線Gy時，可抑制采用時間灰度級方法時產(chǎn)生的偽輪廓。
注意，源驅(qū)動器43的結(jié)構(gòu)不限于以上所述，并且還可以附加地提供電平移動器和緩沖器。此外，柵驅(qū)動器3601的結(jié)構(gòu)不限于以上所述，還可以附加地提供電平移動器和緩沖器。另外，盡管圖中沒有示出，但是源驅(qū)動器43和第一柵驅(qū)動器3601中的每一個都包括保護電路。包括保護電路的驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)可以是實施方式3中所描述的一種結(jié)構(gòu)。
注意，實施方式11中圖31至33所示的延遲電路，可應(yīng)用于本實施例的圖36中所示的顯示裝置。
此外，本發(fā)明的顯示裝置包括電源控制電路63。電源控制電路63包括用于向發(fā)光元件13輸送功率的電源電路61，和控制器62。電源電路61通過TFT 12和電源線Vx與發(fā)光元件13的像素電極相連。此外，電源電路61通過電源線與發(fā)光元件13的反電極相連。
當正向偏壓施加給發(fā)光元件13，從而向發(fā)光元件13輸送電流以便發(fā)射光時，將第一電源17與第二電源18設(shè)置成具有電勢差，從而使第一電源17的電勢高于第二電源18的電勢。另一方面，當反向偏壓施加給發(fā)光元件13時，將第一電源17和第二電源18設(shè)置成具有電勢差，從而使第一電源17的電勢低于第二電源18的電勢。通過從控制器62將預(yù)定的信號輸送給電源電路61，執(zhí)行這種電勢設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明，使用電源控制電路63將反向偏壓施加給發(fā)光元件13，從而可抑制發(fā)光元件13隨時間的流逝而降級，以便提高可靠性。發(fā)光元件13可具有由于異物的粘覆、陽極或陰極的微小突出產(chǎn)生的針孔、或者電致發(fā)光層的不均勻性而導(dǎo)致其陽極與陰極短路的初始缺陷。這種初始缺陷干擾根據(jù)信號產(chǎn)生的發(fā)光/不發(fā)光，并且產(chǎn)生由于幾乎所有電流都流到短路部分致使全部元件不發(fā)射光，或者特定像素發(fā)光或不發(fā)光，從而不能進行良好的圖像顯示的問題。不過，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可將反向偏壓施加給發(fā)光元件，從而使電流僅局部地流動到陽極與陰極的短路部分，致使在短路部分中產(chǎn)生熱。結(jié)果，可通過氧化或碳化隔離短路部分。因此，即使在發(fā)生初始缺陷時，仍能通過消除缺陷來進行良好的圖像顯示。注意，優(yōu)選地在發(fā)貨之前隔離這種初始缺陷。另外，不僅是初始缺陷，而且隨著時間的流逝在陽極與陰極發(fā)生短路處還會發(fā)生其他缺陷。這種缺陷稱作累進缺陷。不過，根據(jù)本發(fā)明，可以定期地向發(fā)光元件施加反向偏壓，因此，可以消除這種可能存在的累進缺陷以執(zhí)行良好的圖像顯示。注意，沒有特別限定向發(fā)光元件13施加反向偏壓的時間。
本發(fā)明的顯示裝置還包括監(jiān)測電路64和控制電路65。監(jiān)測電路64根據(jù)環(huán)境溫度操作?？刂齐娐?5包括恒流源和緩沖器。在所示結(jié)構(gòu)中，監(jiān)測電路64包括監(jiān)測發(fā)光元件66。
控制電路65根據(jù)監(jiān)測電路64的輸出向電源控制電路63輸送用于改變電源電勢的信號。電源控制電路63基于從控制電路65輸送的信號，改變要輸送給像素區(qū)域40的電源電勢。根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，可抑制由環(huán)境溫度改變所引起的電流值的波動，從而提高可靠性。注意，監(jiān)測電路64和控制電路65中的每一個可具有實施方式3中所述的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的執(zhí)行恒壓驅(qū)動的顯示裝置，像素孔徑比為50％時，發(fā)光元件的亮度為500cd/m2，并且功耗為1W或更低(950mW)。另一方面，根據(jù)執(zhí)行恒流驅(qū)動的顯示裝置，像素孔徑比為25％時，發(fā)光元件的亮度為500cd/m2，并且功耗為2W(2040mW)。即，通過采用恒壓驅(qū)動，可降低功耗。通過采用恒壓驅(qū)動，可將功耗抑制為1W或更低，或者優(yōu)選地為0.7W或更低。注意，上述功耗值僅是像素區(qū)域的，不包括驅(qū)動電路部分的功耗。此外，對于所采用的時間灰度級方法，兩者均表現(xiàn)出70％的顯示占空率。
此外，在如上面所述對功耗進行測量的執(zhí)行恒壓驅(qū)動的顯示裝置和執(zhí)行恒流驅(qū)動的顯示裝置這兩者中，像素區(qū)域中像素的數(shù)量均為240×3×320。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括包括多個像素的像素區(qū)域；源驅(qū)動器；第一柵驅(qū)動器；和第二柵驅(qū)動器，其中多個像素中的每一個均包括發(fā)光元件、用于控制輸入像素的視頻信號的第一晶體管、用于控制發(fā)光元件的發(fā)光/不發(fā)光的第二晶體管、以及用于存儲視頻信號的電容器，其中第一晶體管的柵極在操作上與第一柵驅(qū)動器和第二柵驅(qū)動器兩者連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中與第一晶體管和第二晶體管的源極和漏極其中之一相連的導(dǎo)電層具有500至1300nm的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，還包括提供在第一晶體管和第二晶體管上的第一絕緣層；和處于第一絕緣層上的第二絕緣層，其中發(fā)光元件的第一電極提供在第二絕緣層上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，還包括覆蓋發(fā)光元件的第一電極的一個邊緣的絕緣層，其中位于電容器上的所述絕緣層在列方向的寬度為10至2μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，還包括覆蓋發(fā)光元件的第一電極的一個邊緣的絕緣層，其中該絕緣層為遮光層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中發(fā)光元件的第一電極和第二電極其中之一反射光，而另一個透光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中發(fā)光元件的第一電極和第二電極兩者都透光。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中提供有電源控制電路，用于改變第一電源和第二電源的電勢，從而可向發(fā)光元件施加反向偏壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中該發(fā)光元件包括從三態(tài)激發(fā)狀態(tài)獲得的紅光發(fā)射的材料，從單態(tài)激發(fā)狀態(tài)獲得的綠光發(fā)射的材料，或從單態(tài)激發(fā)狀態(tài)獲得的藍光發(fā)射的材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中該發(fā)光元件由從三態(tài)激發(fā)狀態(tài)獲得的紅光發(fā)射的材料、從單態(tài)激發(fā)狀態(tài)獲得的綠光發(fā)射的材料、或從單態(tài)激發(fā)狀態(tài)獲得的藍光發(fā)射的材料構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中與第一電源連接的多個電源線提供成列，并且由相鄰像素共享每條電源線。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中在源驅(qū)動器與連接膜之間提供有保護電路，并且該保護電路是選自電阻器、電容器和整流器中的一個或多個元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中提供有監(jiān)測電路以及控制電路，控制電路基于監(jiān)測電路的輸出改變輸送給像素區(qū)域的電源電勢。
14.一種顯示裝置，包括包括多個像素的像素區(qū)域；源驅(qū)動器；第一柵驅(qū)動器；和第二柵驅(qū)動器，其中多個像素中的每一個均包括發(fā)光元件、用于控制輸入像素的視頻信號的第一晶體管、用于控制發(fā)光元件的發(fā)光/不發(fā)光的第二晶體管、以及用于存儲視頻信號的電容器；其中，第一晶體管的柵極在操作上與第一柵驅(qū)動器和第二柵驅(qū)動器兩者相連；其中，源驅(qū)動器包括第一選擇電路，用于選擇用于寫入像素的信號輸出操作，或用于擦除寫入像素中的信號的信號輸出操作；其中第一柵驅(qū)動器和第二柵驅(qū)動器中的每一個均包括第二選擇電路，用于選擇第一柵驅(qū)動器或第二柵驅(qū)動器的操作；以及其中，提供延遲電路，用于將選擇第一柵驅(qū)動器或第二柵驅(qū)動器操作的第二選擇電路的輸入信號延遲，以便輸出至第一選擇電路。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其中所述延遲電路包括多個雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路。
16.一種顯示裝置，包括包括多個像素的像素區(qū)域；源驅(qū)動器；第一柵驅(qū)動器；和第二柵驅(qū)動器，其中多個像素中的每一個均包括發(fā)光元件、用于控制輸入像素的視頻信號的第一晶體管、用于控制發(fā)光元件的發(fā)光/不發(fā)光的第二晶體管、以及用于存儲視頻信號的電容器；其中，第一晶體管的柵極在操作上與第一柵驅(qū)動器和第二柵驅(qū)動器兩者相連；并且其中該電容器包括與第一晶體管和第二晶體管的第一半導(dǎo)體層提供在同一層中的第二半導(dǎo)體層，與第一晶體管和第二晶體管的柵極提供在同一層中的導(dǎo)電層，以及提供在第二半導(dǎo)體層與導(dǎo)電層之間的絕緣層。
17.一種顯示裝置，包括包括多個像素的像素區(qū)域；源驅(qū)動器；第一柵驅(qū)動器；和第二柵驅(qū)動器，其中多個像素中的每一個均包括發(fā)光元件、用于控制輸入像素的視頻信號的第一晶體管、用于控制發(fā)光元件的發(fā)光/不發(fā)光的第二晶體管、以及用于存儲視頻信號的電容器；其中，第一晶體管的柵極在操作上與第一柵驅(qū)動器和第二柵驅(qū)動器兩者相連；并且其中該電容器包括與第一晶體管和第二晶體管的柵極提供在同一層中的第一導(dǎo)電層，與同第一晶體管和第二晶體管的源極和漏極連接的導(dǎo)電層提供在同一層中的第二導(dǎo)電層，以及提供在第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層之間的絕緣層。
18.一種顯示裝置，包括包括多個像素的像素區(qū)域；源驅(qū)動器；第一柵驅(qū)動器；和第二柵驅(qū)動器，其中多個像素中的每一個均包括發(fā)光元件、用于控制輸入像素的視頻信號的第一晶體管、用于控制發(fā)光元件的發(fā)光/不發(fā)光的第二晶體管；其中，第一晶體管的柵極在操作上與第一柵驅(qū)動器和第二柵驅(qū)動器兩者相連；并且其中提供有監(jiān)測電路以及電源控制電路，該電源控制電路用于根據(jù)監(jiān)測電路的輸出改變輸送給像素區(qū)域的電源電勢。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的顯示裝置，其中該監(jiān)測電路包括監(jiān)測發(fā)光元件。
20.一種顯示裝置，包括包括多個像素的像素區(qū)域；源驅(qū)動器；第一柵驅(qū)動器；和第二柵驅(qū)動器，其中多個像素中的每一個均包括發(fā)光元件、用于控制輸入像素的視頻信號的第一晶體管、以及用于控制發(fā)光元件的發(fā)光/不發(fā)光的第二晶體管；其中，第一晶體管的柵極在操作上與第一柵驅(qū)動器和第二柵驅(qū)動器兩者相連；其中源驅(qū)動器包括脈沖輸出電路、鎖存器、選擇電路、與脈沖輸出電路的輸入節(jié)點連接的第一保護電路、提供在脈沖輸出電路與鎖存器之間的第二保護電路、以及提供在選擇電路與像素區(qū)域之間的第三保護電路；以及其中第一至第三保護電路中的每一個均是選自電阻器、電容器和整流器中的一個或多個元件。
21.一種顯示裝置，包括包括多個像素的像素區(qū)域；源驅(qū)動器；第一柵驅(qū)動器；和第二柵驅(qū)動器，其中多個像素中的每一個均包括發(fā)光元件、用于控制輸入像素的視頻信號的第一晶體管、以及用于控制發(fā)光元件的發(fā)光/不發(fā)光的第二晶體管；其中，第一晶體管的柵極在操作上與第一柵驅(qū)動器和第二柵驅(qū)動器兩者相連；并且其中第一柵驅(qū)動器和第二柵驅(qū)動器中的每一個均包括脈沖輸出電路、選擇電路、與脈沖輸出電路的輸入節(jié)點連接的第一保護電路、以及提供在選擇電路與像素區(qū)域之間的第二保護電路；以及其中第一保護電路和第二保護電路中的每一個均是選自電阻器、電容器和整流器中的一個或多個元件。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的顯示裝置，其中該整流器包括其柵極與漏極相互連接的晶體管，或者二極管。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的顯示裝置，其中該整流器包括其柵極與漏極相互連接的晶體管，或者二極管。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的顯示裝置，其中該脈沖輸出電路相當于多個雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路或譯碼器電路。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的顯示裝置，其中該脈沖輸出電路相當于多個雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路或譯碼器電路。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中第一晶體管的源極和漏極其中之一通過源線與源驅(qū)動器相連；其中第一晶體管的源極和漏極中的另一個與第二晶體管的柵極相連；其中第二晶體管的源極和漏極其中之一與發(fā)光元件的像素電極相連；并且其中第二晶體管的源極和漏極中的另一個與電源相連。
27.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其中第一晶體管的源極和漏極其中之一通過源線與源驅(qū)動器相連；其中第一晶體管的源極和漏極中的另一個與第二晶體管的柵極相連；其中第二晶體管的源極和漏極其中之一與發(fā)光元件的像素電極相連；并且其中第二晶體管的源極和漏極中的另一個與電源相連。
28.根據(jù)權(quán)利要求16所述的顯示裝置，其中第一晶體管的源極和漏極其中之一通過源線與源驅(qū)動器相連；其中第一晶體管的源極和漏極中的另一個與第二晶體管的柵極相連；其中第二晶體管的源極和漏極其中之一與發(fā)光元件的像素電極相連；并且其中第二晶體管的源極和漏極中的另一個與電源相連。
29.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示裝置，其中第一晶體管的源極和漏極其中之一通過源線與源驅(qū)動器相連；其中第一晶體管的源極和漏極中的另一個與第二晶體管的柵極相連；其中第二晶體管的源極和漏極其中之一與發(fā)光元件的像素電極相連；并且其中第二晶體管的源極和漏極中的另一個與電源相連。
30.根據(jù)權(quán)利要求18所述的顯示裝置，其中第一晶體管的源極和漏極其中之一通過源線與源驅(qū)動器相連；其中第一晶體管的源極和漏極中的另一個與第二晶體管的柵極相連；其中第二晶體管的源極和漏極其中之一與發(fā)光元件的像素電極相連；并且其中第二晶體管的源極和漏極中的另一個與電源相連。
31.根據(jù)權(quán)利要求20所述的顯示裝置，其中第一晶體管的源極和漏極其中之一通過源線與源驅(qū)動器相連；其中第一晶體管的源極和漏極中的另一個與第二晶體管的柵極相連；其中第二晶體管的源極和漏極其中之一與發(fā)光元件的像素電極相連；并且其中第二晶體管的源極和漏極中的另一個與電源相連。
32.根據(jù)權(quán)利要求21所述的顯示裝置，其中第一晶體管的源極和漏極其中之一通過源線與源驅(qū)動器相連；其中第一晶體管的源極和漏極中的另一個與第二晶體管的柵極相連；其中第二晶體管的源極和漏極其中之一與發(fā)光元件的像素電極相連；并且其中第二晶體管的源極和漏極中的另一個與電源相連。
33.一種具有根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置的電子設(shè)備。
34.一種發(fā)光顯示裝置，包括源驅(qū)動器；第一柵驅(qū)動器；第二柵驅(qū)動器；像素；用于從所述源驅(qū)動器向所述像素輸送信號的源線；以及與第一和第二柵驅(qū)動器電連接的柵線，所述像素包括第一晶體管，其中第一晶體管的柵極在操作上通過柵線與所述第一柵驅(qū)動器和所述第二柵驅(qū)動器連接，并且第一晶體管的源極或漏極中的一個與源線電連接；第二晶體管，其中第二晶體管的柵極通過第一晶體管與源線電連接；其中在第一晶體管的第一選擇周期期間，所述源驅(qū)動器向所述像素輸送視頻信號，在第一選擇周期中由第一柵驅(qū)動器選擇第一晶體管；并且在第二選擇周期期間，所述源驅(qū)動器向所述像素輸送擦除信號，在第二選擇周期中由第二柵驅(qū)動器選擇第一晶體管。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的顯示裝置，其中在一個子幀中，在第二周期之后發(fā)生第一周期。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的顯示裝置，其中在一個子幀中，在第一周期之后發(fā)生第二周期。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的顯示裝置，其中所述像素位于第一與第二柵驅(qū)動器之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種低功耗的顯示裝置和電子設(shè)備。本發(fā)明的顯示裝置包括包含多個像素的像素區(qū)域、源驅(qū)動器、第一柵驅(qū)動器以及第二柵驅(qū)動器。多個像素中的每一個均包括發(fā)光元件、用于控制輸入像素的視頻信號的第一晶體管、用于控制發(fā)光元件的發(fā)光/不發(fā)光的第二晶體管。
文檔編號G09G3/20GK1670802SQ20051005600
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者山崎舜平, 棚田好文, 納光明, 安西彩, 小山潤, 木村肇 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所