專利名稱：使用電流驅(qū)動型發(fā)光元件的顯示設(shè)備以及驅(qū)動該設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示設(shè)備以及一種驅(qū)動該顯示設(shè)備的方法，尤其涉及一種有效矩陣型有機電致發(fā)光顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
有效矩陣型電致發(fā)光顯示設(shè)備(在下文稱作AMOLED)被期望成為下一代平板顯示設(shè)備。
在AMOLED的傳統(tǒng)驅(qū)動電路中，雙晶體管電路(在下文稱作第一傳統(tǒng)技術(shù))，如在日本專利申請公開號2,000-163,014(公開于2002年6月16日)中所公開的，被稱為最基本的像素電路。這種雙晶體管電路包括用于向有機電致發(fā)光元件(在下文僅僅稱作EL元件)供給電流的驅(qū)動薄膜晶體管(在下文稱作EL-驅(qū)動TFT)，連接到EL-驅(qū)動TFT的柵極用于存儲視頻信號電壓的存儲電容器，和用于向存儲電容器供給視頻信號電壓的開關(guān)薄膜晶體管(在下文稱作開關(guān)TFT)。
存在于基本雙晶體管像素電路中的主要問題是顯示中的不均勻，這發(fā)生因為EL-驅(qū)動TFT的閾電壓(Vth)和遷移率(μ)因形成EL-驅(qū)動TFT的半導(dǎo)體薄膜(通常使用多晶硅膜)結(jié)晶度的局部差異而從像素到像素有所不同。
閾電壓和遷移率的差異直接導(dǎo)致EL元件驅(qū)動電流的差異，因此，發(fā)光強度局部地不同，并且在顯示中出現(xiàn)細(xì)小圖案不均勻。這種顯示中的不均勻尤其當(dāng)產(chǎn)生半色調(diào)顯示從而驅(qū)動電流小的時候變得明顯。
為了消除由EL-驅(qū)動TFT特性的差異而導(dǎo)致的顯示中的不均勻，一種稱作脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動方法(在下文稱作第二傳統(tǒng)技術(shù))在例如日本專利申請公開號2,000-330,527(公開于2000年11月30日)中公開。在這種驅(qū)動方法中，EL-驅(qū)動TFT作為能夠呈現(xiàn)完全關(guān)或者完全開狀態(tài)的二進制開關(guān)來驅(qū)動，并且顯示中的灰度級通過改變發(fā)光的持續(xù)時間來產(chǎn)生。
另一方面，一般而言，用于AMOLED的紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光有機EL元件在發(fā)光特性(發(fā)光亮度，電壓-電流特性，電壓-發(fā)光亮度特性，等)相互不同。同樣，紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光有機EL元件之間發(fā)光特性的差異顯示屏幕中作為細(xì)小圖案不均勻而觀察到，如上所述。為了消除因紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光有機EL元件之間發(fā)光特性的差異而導(dǎo)致的顯示中的不均勻，日本專利申請公開號2,001-92,413(公開于2001年4月6日)中公開一種方法(在下文稱作第三傳統(tǒng)技術(shù))，其分別為供給到紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光有機EL元件的紅(R)，綠(G)和藍(lán)(B)視頻信號提供用于存儲伽馬校正表存儲器，并且為每個紅(R)，綠(G)和藍(lán)(B)視頻信號選擇適當(dāng)?shù)馁ゑR校正值。

發(fā)明內(nèi)容
上述傳統(tǒng)技術(shù)引起下面的問題。
通過第二傳統(tǒng)技術(shù)的關(guān)于顯示圖象均勻性的改進已經(jīng)確定，并且脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動方法是AMOLED的主要驅(qū)動方法之一。但是，在第二傳統(tǒng)技術(shù)中，必須處理對應(yīng)于數(shù)字化灰度級的短信號脈沖，因此，驅(qū)動電路的工作頻率增加，導(dǎo)致電路功率消耗增加的問題。另外，還有另一個問題，在于結(jié)構(gòu)中應(yīng)該簡單的垂直掃描電路變得復(fù)雜，從而增加電路所占的面積。
第三傳統(tǒng)技術(shù)需要A/D轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器和存儲用于執(zhí)行伽馬校正的伽馬校正表的校正存儲器，因此，這種技術(shù)引起結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且成本增加的問題。此外，第三傳統(tǒng)技術(shù)沒有考慮特性中的局部差異例如像素之間亮度的差異，并且不能消除特性中的局部差異例如像素之間亮度的差異。
本發(fā)明的提出是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題。本發(fā)明的一個目的是提供一種驅(qū)動使用電流驅(qū)動發(fā)光元件例如EL元件的顯示設(shè)備的方法，并且這種方法通過使用與傳統(tǒng)技術(shù)相比較在結(jié)構(gòu)中更簡單的驅(qū)動電路能夠使紅，綠和藍(lán)像素發(fā)光而且它們的亮度在它們之間是平衡的。
本發(fā)明的另一個目的在于提出一種適合于實施上述本發(fā)明驅(qū)動方法的顯示設(shè)備。
本發(fā)明的上述和其它目的以及新的特征將通過說明書和附圖將變得清楚。
本發(fā)明的典型結(jié)構(gòu)如下依照本發(fā)明的一種實施方案，提出一種驅(qū)動顯示設(shè)備的方法，所述顯示設(shè)備包括每個都具有電流驅(qū)動型紅光發(fā)光元件的多個紅像素，每個都具有電流驅(qū)動型綠光發(fā)光元件的多個綠像素，以及每個都具有電流驅(qū)動型藍(lán)光發(fā)光元件的多個藍(lán)像素，所述方法包括在一個幀周期開始的第一部分期間，在所有所述紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光元件停止發(fā)光的狀態(tài)下，將視頻信號電壓寫入每個所述紅，綠和藍(lán)像素中；然后在所述一個幀周期的繼所述第一部分之后至少一個部分期間操作所述電流驅(qū)動型紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光元件的相應(yīng)一個元件，使其發(fā)光，其中所述一個幀周期的所述至少一個部分中的每個都由與所述電流驅(qū)動型紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光元件中所述相應(yīng)一個元件相關(guān)聯(lián)的發(fā)光特性來決定，也由與所述紅，綠和藍(lán)像素中所述相應(yīng)一個像素相關(guān)聯(lián)的所述視頻信號電壓來決定。
依照本發(fā)明另一實施方案，提出一種驅(qū)動顯示設(shè)備的方法，所述顯示設(shè)備包括多個紅像素，每個紅像素都具有電流驅(qū)動型紅光發(fā)光元件，開關(guān)晶體管，和與所述開關(guān)晶體管連接的存儲電容元件，多個綠像素，每個綠像素都具有電流驅(qū)動型綠光發(fā)光元件，開關(guān)晶體管，和與所述開關(guān)晶體管連接的存儲電容元件，以及多個藍(lán)像素，每個藍(lán)像素都具有電流驅(qū)動型藍(lán)光發(fā)光元件，開關(guān)晶體管，和與所述開關(guān)晶體管連接的存儲電容元件，所述方法包括在一個幀周期開始的第一部分期間，在所有所述電流驅(qū)動型紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光元件停止發(fā)光的狀態(tài)下，通過將掃描驅(qū)動信號施加到所述紅，綠和藍(lán)像素中相應(yīng)一個像素的所述開關(guān)晶體管的柵極上，來將視頻信號電壓寫入所述紅，綠和藍(lán)像素中相應(yīng)一個像素的所述存儲電容元件中；然后在所述一個幀周期的繼所述第一部分之后至少一個部分期間停止向各個所述紅，綠和藍(lán)像素的所述開關(guān)晶體管的所述柵極施加所述掃描驅(qū)動信號，并且操作所述紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光元件中相應(yīng)一個元件，使其發(fā)光，其中所述一個幀周期的所述至少一個部分中的每個都由與所述紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光元件中相應(yīng)一個元件相關(guān)聯(lián)的發(fā)光特性來決定，也由存儲于與所述紅，綠和藍(lán)像素中相應(yīng)一個像素相關(guān)聯(lián)的所述存儲電容元件中的所述視頻信號電壓中的一個來決定。
依照本發(fā)明另一實施方案，提出一種顯示設(shè)備，包括每個都具有電流驅(qū)動型紅光發(fā)光元件的多個紅像素；每個都具有電流驅(qū)動型綠光發(fā)光元件的多個綠像素；每個都具有電流驅(qū)動型藍(lán)光發(fā)光元件的多個藍(lán)像素，各個所述紅，綠和藍(lán)像素都具有用于向所述電流驅(qū)動型紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光元件中相應(yīng)一個元件供給驅(qū)動電流的驅(qū)動晶體管，開關(guān)晶體管，與所述開關(guān)晶體管連接的存儲電容元件，輸出端與所述驅(qū)動晶體管的柵極連接的比較器，所述比較器的第一輸入端用存儲于所述存儲電容元件中的電壓來供給，并且所述比較器的第二輸入端用灰度級控制電壓來供給；第一電路，其用于在一個幀周期開始的第一部分期間，通過將掃描驅(qū)動信號施加到所述紅，綠和藍(lán)像素中相應(yīng)一個像素的所述開關(guān)晶體管的柵極上，來將視頻信號電壓寫入所述紅，綠和藍(lán)像素中相應(yīng)一個像素的所述存儲電容元件中；以及第二電路，其用于在所述一個幀周期的所述第一部分期間，供給第一級的第一電壓作為所述灰度級控制電壓以關(guān)閉所有所述驅(qū)動晶體管，然后在所述一個幀周期的繼所述第一部分之后的第二部分期間，至少一個斜坡電壓從所述第一級的所述第一電壓變化到不同于所述第一級的第二級的第二電壓，其中所述至少一個斜坡電壓中每個的波形都由與所述電流驅(qū)動型紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光元件中相應(yīng)一個元件相關(guān)聯(lián)的發(fā)光特性來決定。
依照本發(fā)明另一實施方案，提出一種顯示設(shè)備，包括每個都具有電流驅(qū)動型紅光發(fā)光元件的多個紅像素；每個都具有電流驅(qū)動型綠光發(fā)光元件的多個綠像素；每個都具有電流驅(qū)動型藍(lán)光發(fā)光元件的多個藍(lán)像素，各個所述紅，綠和藍(lán)像素都具有輸出端與所述電流驅(qū)動型紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光元件中相應(yīng)一個元件連接的反相電路，開關(guān)晶體管，連接在所述開關(guān)晶體管和所述反相電路輸入端之間的存儲電容元件；第一電路，其用于在一個幀周期開始的第一部分期間，將各個所述紅，綠和藍(lán)像素的所述反相電路的所述輸入端和輸出端之間短路；第二電路，其用于在所述一個幀周期的繼所述第一部分之后的第二部分期間，通過將掃描驅(qū)動信號施加到所述紅，綠和藍(lán)像素中相應(yīng)一個像素的所述開關(guān)晶體管的柵極上，來將視頻信號電壓寫入所述紅，綠和藍(lán)像素中相應(yīng)一個像素的所述存儲電容元件中；第三電路，其用于在所述一個幀周期的繼所述第二部分之后的第三部分期間，將從第一級的第一電壓變化到不同于所述第一級的第二級的第二電壓的至少一個斜坡形灰度級控制電壓，供給到所述紅，綠和藍(lán)像素中相應(yīng)一個像素的所述存儲電容元件的所述第一終端，其中所述至少一個斜坡形灰度級控制電壓中每個的波形都由與所述電流驅(qū)動型紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光元件中相應(yīng)一個元件相關(guān)聯(lián)的發(fā)光特性來決定。
依照本發(fā)明另一實施方案，提出一種驅(qū)動顯示設(shè)備的方法，該顯示設(shè)備具有每個都具有電流驅(qū)動型發(fā)光元件的多個像素，所述方法包括在一個幀周期開始的第一部分期間，在所有所述電流驅(qū)動型發(fā)光元件停止發(fā)光的狀態(tài)下，將視頻信號電壓寫入所述多個像素中相應(yīng)一個像素中；然后在所述一個幀周期的繼所述第一部分之后至少一個部分期間操作所述多個像素中相應(yīng)一個像素的所述電流驅(qū)動型發(fā)光元件，使其發(fā)光，其中所述一個幀周期的所述至少一個部分中的每個都由與所述多個像素中所述相應(yīng)一個像素相關(guān)聯(lián)的所述視頻信號電壓來決定。
依照本發(fā)明另一實施方案，提出一種驅(qū)動顯示設(shè)備的方法，所述顯示設(shè)備包括多個像素，每個像素都具有電流驅(qū)動型發(fā)光元件，開關(guān)晶體管，和與所述開關(guān)晶體管連接的存儲電容元件，所述方法包括在一個幀周期開始的第一部分期間，在所有所述多個電流驅(qū)動型發(fā)光元件停止發(fā)光的狀態(tài)下，通過將掃描驅(qū)動信號施加到所述多個像素中所述相應(yīng)一個像素的所述開關(guān)晶體管的柵極上，來將視頻信號電壓寫入所述多個像素中相應(yīng)一個像素的所述存儲電容元件中；然后在所述一個幀周期的繼所述第一部分之后至少一個部分期間停止向所述多個像素中所述相應(yīng)一個像素的所述開關(guān)晶體管的所述柵極施加所述掃描驅(qū)動信號，并且操作所述多個發(fā)光元件中所述相應(yīng)一個像素，使其發(fā)光，其中所述一個幀周期的所述至少一個部分中的每個都由存儲于與所述多個像素中所述相應(yīng)一個像素相關(guān)聯(lián)的所述存儲電容元件中的所述視頻信號電壓來決定。
依照本發(fā)明另一實施方案，提出一種顯示設(shè)備，包括多個像素，每個所述像素都具有電流驅(qū)動型發(fā)光元件，用于將驅(qū)動電流供給到所述電流驅(qū)動型發(fā)光元件的驅(qū)動晶體管，開關(guān)晶體管，與所述開關(guān)晶體管連接的存儲電容元件，輸出端與所述驅(qū)動晶體管的柵極連接的比較器，所述比較器的第一輸入端用存儲于所述存儲電容元件中的電壓來供給，并且所述比較器的第二輸入端用灰度級控制電壓來供給；第一電路，其用于在一個幀周期開始的第一部分期間，通過將掃描驅(qū)動信號施加到所述多個像素中所述相應(yīng)一個像素的所述開關(guān)晶體管的柵極上，來將視頻信號電壓寫入所述多個像素中相應(yīng)一個像素的所述存儲電容元件中；以及第二電路，其用于在所述一個幀周期的所述第一部分期間，供給第一級的第一電壓作為所述灰度級控制電壓以關(guān)閉所述多個像素中所述相應(yīng)一個像素中的所述驅(qū)動晶體管，然后在所述一個幀周期的繼所述第一部分之后的第二部分期間，至少一個斜坡電壓從所述第一級的所述第一電壓變化到不同于所述第一級的第二級的第二電壓。
依照本發(fā)明另一實施方案，提出一種顯示設(shè)備，包括多個像素，所述多個像素中每個都具有電流驅(qū)動型發(fā)光元件，輸出端與所述電流驅(qū)動型發(fā)光元件連接的反相電路，開關(guān)晶體管，連接在所述開關(guān)晶體管和所述反相電路輸入端之間的存儲電容元件；第一電路，其用于在一個幀周期開始的第一部分期間，將所述多個像素中每個的所述反相電路的所述輸入和輸出端之間短路；第二電路，其用于在所述一個幀周期的繼所述第一部分之后的第二部分期間，通過將掃描驅(qū)動信號施加到所述多個像素中所述相應(yīng)一個像素的所述開關(guān)晶體管的柵極上，來將視頻信號電壓寫入所述多個像素中相應(yīng)一個像素的所述存儲電容元件中；第三電路，其用于在所述一個幀周期的繼所述第二部分之后的第三部分期間，將從第一級的第一電壓變化到不同于所述第一級的第二級的第二電壓的至少一個斜坡形灰度級控制信號，供給到所述多個像素中相應(yīng)一個像素的所述存儲電容元件的所述第一終端。


在附圖中，相似的參考數(shù)字標(biāo)明的全部圖的相似部分，其中圖1是電路圖，其顯示根據(jù)本發(fā)明的實施方案1中顯示設(shè)備的顯示屏面中像素的等效電路；圖2是示意圖，用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施方案1中顯示設(shè)備的驅(qū)動方法；圖3顯示供給到根據(jù)本發(fā)明的實施方案1中顯示設(shè)備中灰度級信號線上的斜坡電壓的電壓波形；圖4是顯示整個顯示部分的方框圖，包括根據(jù)本發(fā)明的實施方案1中所示的顯示設(shè)備中的矩陣顯示部分和驅(qū)動電路；圖5顯示供給到根據(jù)本發(fā)明的實施方案2中所示的顯示設(shè)備中灰度級信號線上的斜坡電壓的電壓波形；圖6是電路圖，其顯示根據(jù)本發(fā)明的實施方案3中顯示設(shè)備的顯示屏面中像素的等效電路；圖7顯示施加到圖6中所示的各個開關(guān)TFT柵極，視頻信號線Dn和灰度級信號線Kn上的電壓的波形；圖8A～8C顯示供給到根據(jù)本發(fā)明的實施方案4中顯示設(shè)備中灰度級信號線K的斜坡電壓的波形；圖9A～9C顯示供給到根據(jù)本發(fā)明的實施方案5的顯示設(shè)備中灰度級信號線K的斜坡電壓的電壓波形；圖10是電路圖，其顯示傳統(tǒng)顯示設(shè)備的顯示屏面中像素的等效電路。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案將在下面參考附圖詳細(xì)描述。
在說明實施方案的所有圖中，執(zhí)行相同功能的部分用相似的參考數(shù)字或字符來表示，并且不重復(fù)它們的說明。
實施方案1圖1是電路圖，其顯示根據(jù)本發(fā)明的實施方案1中顯示設(shè)備的顯示屏面中像素的等效電路。
在本實施方案中，像素排列成矩陣結(jié)構(gòu)，并且在第m行第n列的像素定義為由掃描線(Gm，G(m+1))，視頻信號線Dn，灰度級信號線Kn和陽極電流供給線An所包圍的區(qū)域。
在每個像素中，給出開關(guān)薄膜晶體管(在下文稱作開關(guān)TFT)(Qs(m，n))，由PMOS晶體管構(gòu)成的EL-驅(qū)動TFT(Qd(m，n))，存儲電容元件(Cst(m，n))和比較器(Cop(m，n))。EL元件(OLED(m，n))的陽極連接到EL-驅(qū)動TFT(Qd(m，n))的漏極，并且EL-驅(qū)動TFT(Qd(m，n))的柵極連接到比較器(Cop(m，n))的輸出端。EL元件(OLED(m，n))的陰極接地(GND)。存儲電容元件(Cst(m，n))的第一終端連接到比較器(Cop(m，n))的一個輸入端?；叶燃壭盘柧€Kn連接到比較器(C0p(m，n))的另一個輸入端。更進一步，存儲電容元件(Cst(m，n))的第一終端經(jīng)由開關(guān)TFT(Qs(m，n))連接到視頻信號線Dn，并且存儲電容元件(Cst(m，n))的第二終端接地(GND)。
為了比較，圖10說明傳統(tǒng)顯示設(shè)備中典型像素的等效電路。圖10的這一等效電路在上述日本專利申請公開號2,000-163,014中公開。圖10的等效電路不同于圖1的等效電路，在于圖10中所示的等效電路不具有比較器(Cop(m，n))和灰度級信號線(Kn)，并且存儲電容元件(Cst(m，n))的第二終端連接到陽極電流供給線(An)。
在圖10中所示的等效電路中，掃描信號線(G)逐行依次掃描。當(dāng)高級的掃描時鐘(在下文稱作H級)施加到開關(guān)TFT(Qs(m，n))的柵極上時，開關(guān)TFT(Qs(m，n))導(dǎo)通，因此模擬視頻信號電壓從視頻信號線(Dn)經(jīng)由開關(guān)TFT(Qs(m，n))供給到存儲電容元件(Cst(m，n))，并存儲于電容存儲元件(Cst(m，n))中。存儲于電容存儲元件(Cst(m，n))中的模擬視頻信號電壓供給到EL-驅(qū)動TFT(Qd(m，n))的柵極。因此，在EL-驅(qū)動TFT(Qd(m，n))中流動的電流受控制，也就是說，與模擬視頻信號電壓相對應(yīng)的電流被供給到EL元件(OLED(m，n))，并且使EL元件(OLED(m，n))發(fā)光從而顯示圖象。
但是，在圖10中所示的電路結(jié)構(gòu)中，形成EL-驅(qū)動TFT(Qd(m，n))的半導(dǎo)體薄膜(通常是多晶硅薄膜)結(jié)晶度的局部差異導(dǎo)致EL-驅(qū)動TFT(Qd(m，n))的閾電壓(Vth)和遷移率(μ)從像素到像素的差異。這些差異導(dǎo)致EL元件(OLED(m，n))的驅(qū)動電流的差異，并且作為結(jié)果，導(dǎo)致發(fā)光強度的差異，以致在顯示中觀察到細(xì)小圖案的不均勻。
而且，圖10中所示的驅(qū)動方法在一個幀周期期間連續(xù)顯示同樣的圖象，并且亮度隨所顯示圖象的改變而逐步改變。使用總是以這種方式連續(xù)地顯示圖象的驅(qū)動方法，當(dāng)一幅圖象被隨后的圖象取代時，人眼察覺到兩幅圖象重疊。作為結(jié)果，圖象的輪廓變模糊。尤其是當(dāng)顯示電影時，圖象質(zhì)量下降。
下面說明本實施方案的驅(qū)動方法。
在本實施方案中，如圖2中所示，一個幀周期劃分成掃描時間和發(fā)光時間。
圖2中所示的掃描時間是用于將模擬視頻信號電壓寫入所有存儲電容元件(Cst)中的時間，并且在這個掃描時間期間，EL元件(OLED)的發(fā)光停止。
在掃描時間期間，掃描信號線(G)逐行依次掃描，于是它們被逐行依次供給掃描時鐘，模擬視頻信號電壓寫入所有存儲電容元件(Cst)中。
在圖1中，當(dāng)H級的掃描時鐘施加到開關(guān)TFT(Qs(m，n))的柵極上時，開關(guān)TFT(Qs(m，n))導(dǎo)通，因此，來自視頻信號線Dn的模擬視頻信號電壓經(jīng)由開關(guān)TFT(Qs(m，n))供給到存儲電容元件(Cst(m，n))，并且它們存儲于存儲電容元件(Cst(m，n))中。
在本實施方案中，圖3所示的斜坡電壓施加到灰度級信號線(Kn)上。圖3所示的斜坡電壓在掃描時間器件處于第一級電壓(V1)。因為第一級電壓(V1)輸入比較器(Cop(m，n))，比較器(Cop(m，n))的輸出保持H級。因此，所有EL-驅(qū)動TFT(Qd)保持關(guān)閉，并且所有EL元件(OLED)停止發(fā)光。換句話說，所有EL元件(OLED)在掃描時間期間產(chǎn)生黑色顯示。
在繼上述掃描時間之后的發(fā)光時間期間，到掃描信號線(G)的掃描時鐘的供給停止。在發(fā)光時間迄期間，供給到灰度級信號線(Kn)的斜坡電壓以圖3中所示的給定斜率從第一級電壓(V1)變化到第二級電壓(V2)。因此，當(dāng)供給到灰度級信號線(Kn)的斜坡電壓變得高于存儲于存儲電容元件(Cst)中的電壓(在圖3中標(biāo)明為灰度級電壓)時，比較器(Cop)的輸出變成低級(在下文稱作L級)，從而EL-驅(qū)動TFT(Qd)導(dǎo)通，并且EL元件(OLED)發(fā)光。在這種情況下，在每個EL元件中流動的電流(圖3中的Ioled)是固定的，因此，一個像素的發(fā)光亮度隨發(fā)光時間中時間長度而變化，在發(fā)光時間期間EL元件(OLED)中相應(yīng)一個元件持續(xù)發(fā)光，并且這一時間長度將在下文稱作EL-發(fā)光時間。如圖3中所示，意圖產(chǎn)生較高發(fā)光亮度的像素，即較亮的像素，向它的EL元件(OLED)提供較長的EL-發(fā)光時間。
在本實施方案中，EL-驅(qū)動TFT(Qd)作為能夠呈現(xiàn)完全關(guān)或者完全開狀態(tài)的二進制開關(guān)來驅(qū)動，因此，這使得消除由于EL-驅(qū)動TFT(Qd)中閾電壓(Vth)和遷移率(μ)從像素到像素的差異而出現(xiàn)的顯示中的不均勻成為可能，這一差異由EL-驅(qū)動TFT(Qd)的半導(dǎo)體薄膜(通常是多晶硅薄膜)結(jié)晶度的局部差異導(dǎo)致。
本實施方案類似于第二傳統(tǒng)技術(shù)，因為EL-驅(qū)動TFT(Qd)作為二進制開關(guān)來驅(qū)動，并且顯示中的灰度級通過改變EL元件(OLED)的發(fā)光持續(xù)時間來產(chǎn)生。但是本實施方案已經(jīng)去除對于處理與數(shù)字化的灰度級相對應(yīng)的短信號脈沖的需求，不象第二傳統(tǒng)技術(shù)，因此，與第二傳統(tǒng)技術(shù)相比較，本實施方案使得降低驅(qū)動電路的工作頻率，簡化垂直掃描電路的結(jié)構(gòu)，以及減小電路所占的面積成為可能。
更進一步，本實施方案在發(fā)光時間期間停止向開關(guān)TFT(Qs)的柵極上施加掃描時鐘，因此能夠消除功率消耗的增加。
在本實施方案中，如圖3中所示，發(fā)光亮度越高，存儲于存儲電容元件(Cst)中的模擬視頻信號電壓和第一級電壓(V1)之間的電壓差越小，而發(fā)光亮度越低，存儲于存儲電容元件(Cst)中的模擬視頻信號電壓和第一級電壓(V1)之間的電壓差越大。
如上所述，配置本實施方案，使得所有EL元件(OLED)在一個幀周期中的掃描時間期間停止發(fā)光，因此能夠減少圖象質(zhì)量的下降，即使當(dāng)顯示電影時。
圖4是顯示整個顯示部分的方框圖，包括本實施方案中的矩陣顯示部分和驅(qū)動電路。
在圖4中，參考數(shù)字10表示顯示屏面，20表示水平掃描電路而30表示垂直掃描電路。水平掃描電路20和垂直掃描電路30由控制信號例如來自外部定時控制器的時鐘脈沖和觸發(fā)脈沖來控制。水平掃描電路20由視頻信號發(fā)生電路21和斜坡電壓發(fā)生電路22組成。
在圖4中，M個掃描信號線(G1～GM)連接到垂直掃描電路30，垂直掃描電路30在掃描期間依次向M個掃描信號線供給H級的掃描時鐘。在圖4中，只顯示兩個信號線G1和G2。
N個視頻信號線(D1～DN)連接到視頻信號發(fā)生電路21，視頻信號發(fā)生電路21基于來自外部電路信號線的視頻信號，向N個視頻信號線供給模擬視頻信號電壓，該模擬視頻信號電壓意圖用于一個水平掃描期間所掃描的掃描行之一上的像素。在圖4中，只顯示兩個視頻信號線D1和D2。雖然，在本實施方案中，顯示屏面10由M行N列的像素組成，但圖4只表示一個像素。
N個灰度級信號線(K1～KN)連接到產(chǎn)生上面所說明的斜坡電壓的斜坡電壓發(fā)生電路22。N個陽極電流供給線(A1～AN)在像素區(qū)域外連接在一起，并且在電學(xué)上連接到外部電源(VDD)。
實施方案2在實施方案1的顯示設(shè)備的情況下，在圖3中，如果亮顯示的EL元件(OLED)發(fā)光開始時間與暗顯示的EL元件(OLED)發(fā)光開始時間之間的時間差(Ta)大，在所顯示的電影中出現(xiàn)模糊或假輪廓噪聲，并且可能降低所顯示圖象的質(zhì)量。
本實施方案的顯示設(shè)備意圖防止上述所顯示圖象質(zhì)量的下降。圖5說明供給到根據(jù)本發(fā)明的實施方案2中的灰度級信號線(K)的斜坡電壓的波形。
圖3中所示的斜坡電壓在一個發(fā)光時間期間從第一級的電壓(V1)變化到第二級的電壓(V2)僅一次，但是在圖5中，斜坡電壓在一個發(fā)光時間期間多次(圖5中六次)從第一級電壓(V1)變化到第二級電壓(V2)。
因此，在圖5中所示的本實施方案中，使得亮顯示的EL元件(OLED)發(fā)光開始時間與暗顯示的EL元件(OLED)發(fā)光開始時間之間的時間差(Tb)比圖3中所示的相應(yīng)時間差(Ta)小。因此，本實施方案能夠防止所顯示的電影中模糊或假輪廓噪聲的出現(xiàn)。圖5中所示的斜坡電壓在圖4中所示的斜坡電壓發(fā)生電路22中產(chǎn)生。
實施方案3圖6是電路圖，其說明根據(jù)本發(fā)明的實施方案3的顯示設(shè)備的顯示屏面中像素的等效電路。
本實施方案使用箝位反相電路代替上面所說明的實施方案中所示的比較器(Cop)。
在本實施方案中，箝位反相電路由PMOS晶體管(PM(m，n))和NMOS晶體管(NM(m，n))組成，并且它的輸出端連接到EL元件(OLED(m，n))的陽極，并且EL元件(OLED(m，n))用來自PMOS晶體管(PM(m，n))的驅(qū)動電流來供給。
開關(guān)薄膜晶體管(在下文稱作第三開關(guān)TFT)(Qs3(m，n))連接在反相電路的輸入端和輸出端之間。存儲電容元件(Cst(m，n))的一端連接到反相電路的輸入端，而存儲電容元件(Cst(m，n))的另一端經(jīng)由開關(guān)TFT(Qs(m，n))連接到視頻信號線(Dn)，也經(jīng)由開關(guān)薄膜晶體管(在下文稱作第二開關(guān)TFT)(Qs2(m，n))連接到灰度級信號線(Kn)。
圖7說明分別施加到圖6中所示的各個開關(guān)TFT的柵極，視頻信號線(Dn)和灰度級信號線(Kn)上的電壓的波形，以及在圖6中所示的EL元件中流動的驅(qū)動電流的波形。
在圖7中，Vre表示施加到第三開關(guān)TFT(Qs3(m，n))柵極上的電壓，Vg1表示施加到開關(guān)TFT(Qs(m，n))柵極上的掃描時鐘，Vsig表示供給到視頻信號線(Dn)上的模擬視頻信號，Vg2表示施加到第二開關(guān)TFT(Qs2(m，n))柵極上的電壓，Vgray表示施加到灰度級信號線(Kn)上的斜坡電壓，而Ioled表示在EL元件(OLED(m，n))中流動的驅(qū)動電流。
在下文中，一種驅(qū)動本實施方案的顯示設(shè)備的方法將參考圖7來說明。
在本實施方案中一個幀周期也劃分成掃描時間和發(fā)光時間。
在本實施方案中，因為在掃描時間中的第一時期中電壓Vre變成H級，所以每個像素的第三開關(guān)TFT(Qs3(m，n))導(dǎo)通，并且在每個像素中輸入端和輸出端短路。
因此，反相電路的輸入端節(jié)點N1被設(shè)為這樣一個電壓(Vcn)，在該電壓上在PMOS晶體管(PM(m，n))中流動的電流變成與在NMOS晶體管(NM(m，n))中流動的電流相等。
在這種情況下，即使PMOS晶體管(PM(m，n))和NMOS晶體管(NM(m，n))的閥電壓(Vth)和遷移率(μ)因形成PMOS晶體管(PM(m，n))和NMOS晶體管(NM(m，n))的半導(dǎo)體薄膜(多晶硅薄膜)結(jié)晶度的局部差異而從像素到像素有所不同，上述電壓(Vcn)對于上述半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶度的局部差異相應(yīng)地變化。
接下來，在掃描時間中繼第一時期之后的第二時期期間，掃描信號線(G1～Gm)被逐行依次掃描，也就是說，掃描時鐘逐行依次施加到掃描線G上，從而模擬視頻信號電壓寫入所有存儲電容元件(Cst)中。
當(dāng)施加到開關(guān)TFT(Qs(m，n))柵極上的掃描時鐘變成H級時，開關(guān)TFT(Qs(m，n))導(dǎo)通，并且模擬視頻信號電壓(Vsig)從視頻信號線(Dn)經(jīng)由開關(guān)TFT(Qs(m，n))存入存儲電容元件(Cst(m，n))中，所供給的電壓存儲于存儲電容元件(Cst(m，n))中。
在這種情況下，反相電路中的PMOS晶體管(PM(m，n))處于關(guān)閉狀態(tài)，因此，所有EL元件(OLED)停止發(fā)光。
接下來，在發(fā)光時期期間，電壓(Vg2)變成H級，因此開關(guān)TFT(Qs2(m，n))變成導(dǎo)通狀態(tài)，并且斜坡電壓從灰度級信號線(Kn)供給到存儲電容元件(Cst)。圖7中所示的斜坡電壓是以給定斜率從第一電壓V1變化到第二電壓V2的電壓。
因此，在輸入端節(jié)點N1處的電壓變成電壓(Vcn-(Vsig-V1))，并且反相電路的PMOS晶體管(PM(m，n))導(dǎo)通，從而EL元件(OLED)發(fā)光。
當(dāng)圖7中所示的斜坡電壓從第一級電壓(V1)上升并到達(dá)一個電壓，該電壓等于存儲于存儲電容元件(Cst(m，n))中電壓(在圖7中標(biāo)明為灰度級電壓)時，反相電路的PMOS晶體管(PM(m，n))關(guān)閉，而從EL元件(OLED)停止發(fā)光。
在這種情況下，在各個EL元件(OLED)中流動的電流(圖7中的Ioled)是恒定的，并且每個像素的發(fā)光亮度隨每個像素中EL元件(OLED)的EL-發(fā)光時間而變化。像素的發(fā)光亮度越高，EL元件(OLED)的EL-發(fā)光時間越長。
更進一步，在本實施方案中，即使反相電路的PMOS晶體管(PM(m，n))和NMOS晶體管(NM(m，n))的閾電壓(Vth)，遷移率(μ)等從像素到像素有所不同，上述電壓(Vcn)對于它們的半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶度的局部差異而相應(yīng)地變化。因此，本實施方案減小由反相電路的薄膜晶體管特性的差異導(dǎo)致的多個像素之間的顯示差異，并且能夠給出沒有不均衡的均勻顯示。
在本實施方案中，如圖7中所示，發(fā)光亮度越高，第一級電壓(V1)和存儲于存儲電容元件(Cst)中的模擬視頻信號電壓(在圖7中標(biāo)明為灰度級電壓)之間的電壓差越大，而發(fā)光亮度越低，第一級電壓(V1)和存儲于存儲電容元件(Cst)中的模擬視頻信號電壓(在圖7中標(biāo)明為灰度級電壓)之間的電壓差越小。
如上所述，在本實施方案中，因為在一個幀周期的掃描時間期間所有EL元件(OLED)的發(fā)光都停止，從而即使當(dāng)顯示電影時，也能夠減小所顯示圖象質(zhì)量的下降。
在本實施方案中，整個顯示部分的結(jié)構(gòu)，包括顯示設(shè)備的矩陣顯示部分和驅(qū)動電路，與圖4中所顯示的結(jié)構(gòu)相同。上述斜坡電壓在斜坡電壓發(fā)生電路22中產(chǎn)生。
如在實施方案2中一樣，在本實施方案中，也可以配置斜坡電壓，使其在一個發(fā)光時間期間多次從第一級電壓(V1)變化到第二級電壓(V2)。
實施方案4使用上述實施方案3的顯示設(shè)備的像素結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)灰度級電壓(也就是，存儲于存儲電容元件(Cst)中的電壓)選擇為固定值時，不同顏色像素的EL元件(OLED)的EL-發(fā)光時間也可以通過改變供給到灰度級信號線(K)的斜坡電壓持續(xù)時間中的比例來調(diào)節(jié)。
下面通過參考圖8A來說明這一實施方案。
現(xiàn)在，假設(shè)灰度級電壓是圖8A中所示的電壓。如果供給到灰度級信號線(K)的斜坡電壓持續(xù)時間中的比例是100％，那么EL元件(OLED)的EL-發(fā)光時間(換句話說，驅(qū)動電流在EL元件(OLED)中流動的時間)是圖8A中所示的時間(Tf)。另一方面，如果供給到灰度級信號線(K)的斜坡電壓持續(xù)時間中的比例是(Tc/Td)×100％，那么EL元件(OLED)的EL-發(fā)光時間變成圖8A中所示的時間(Te)。
因此，通過改變供給到灰度級信號線(K)的斜坡電壓持續(xù)時間中的比例(或斜率)，可以改變EL元件(OLED)的EL-發(fā)光時間。
一般而言，用于AMOLED的紅，綠和藍(lán)EL元件(OLED)對于相同的驅(qū)動電流產(chǎn)生彼此不同的發(fā)光值。紅，綠和藍(lán)EL元件之間發(fā)光的這一不同可以在顯示屏上作為如上所述的細(xì)小不均衡而觀察到。
在本實施方案中，供給到灰度級信號線(K)的斜坡電壓持續(xù)時間中的比例對于各個發(fā)光顏色不同，于是EL元件(OLED)的各個EL-發(fā)光時間被調(diào)整，以消除因?qū)ο嗤尿?qū)動電流紅，綠和藍(lán)EL元件(OLED)之間發(fā)光的不同而導(dǎo)致的顯示中的不均勻。
在本實施方案中，對于紅，綠和藍(lán)EL元件(OLED)中，使用較高發(fā)光效能的有機電致發(fā)光材料的EL元件(OLED)，使供給到灰度級信號線(K)的斜坡電壓持續(xù)時間中的比例較小(或者使斜坡電壓的斜率較大)，如圖8C中所示，從而使得較高發(fā)光效能的EL元件(OLED)的EL-發(fā)光時間較短。另一方面，對于使用較低發(fā)光效能的有機電致發(fā)光材料的EL元件(OLED)，使供給到灰度級信號線(K)的斜坡電壓持續(xù)時間中的比例較大(或者使斜坡電壓的斜率較小)，如圖8B中所示，從而使得較低發(fā)光效能的EL元件(OLED)的EL-發(fā)光時間較長。
如上所述，在本實施方案中，供給到灰度級信號線(K)的斜坡電壓持續(xù)時間中的比例依照紅，綠和藍(lán)像素的各個EL元件(OLED)的發(fā)光效能來調(diào)節(jié)。不用調(diào)節(jié)從視頻信號線(D)供給的模擬視頻信號電壓，本實施方案能夠使每個紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光像素發(fā)光，而且紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光像素之間發(fā)光亮度是平衡的，從而提供高質(zhì)量的顯示。
更進一步，在本實施方案中，實施方案1的結(jié)構(gòu)也可以被采用作為它的像素結(jié)構(gòu)，并且斜坡電壓也可以多次從第一級電壓(V1)變化到第二級電壓(V2)，如實施方案2中所述。
實施方案5使用實施方案3的顯示設(shè)備的像素結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)灰度級電壓(也就是，存儲于存儲電容元件(Cst)中的電壓)選擇為固定值時，不同顏色像素的EL元件(OLED)的EL-發(fā)光時間也可以通過改變供給到灰度級信號線(K)的斜坡電壓的波形來調(diào)節(jié)。
下面通過參考圖9A來說明這一實施方案。
現(xiàn)在假設(shè)灰度級電壓是圖9A中所示的電壓。如果供給到灰度級信號線(K)的電壓的波形是以恒定的斜率變化的斜坡電壓(或者隨時間線性變化的電壓)，EL元件(OLED)的EL-發(fā)光時間(驅(qū)動電流在EL元件(OLED)中流動的時間)是圖9A中所標(biāo)明的時間Tf。另一方面，如果供給到灰度級信號線(K)的電壓的斜率隨時間連續(xù)地變化(也就是，如果電壓隨時間非線性變化)，EL元件(OLED)的EL-發(fā)光時間是圖9A中所標(biāo)明的時間Te。
如上所述，EL元件(OLED)的EL-發(fā)光時間可以通過改變供給到灰度級信號線(K)的電壓的波形來改變。
一般地，用于AMOLED的紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光EL元件(OLED)具有非線性的發(fā)光特性(電壓-電流-電壓特性，發(fā)光-電壓特性)，對于不同發(fā)光顏色而不同。紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光EL元件之間發(fā)光特性的不同可以在顯示屏上作為細(xì)小不均勻而觀察到，如上所述。
本實施方案通過改變供給到灰度級信號線(K)的電壓的波形，從而改變EL元件(OLED)的EL-發(fā)光時間，來消除由紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光EL元件(OLED)之間發(fā)光特性的不同而導(dǎo)致的顯示中的不均勻。
對應(yīng)于由它們的有機電致發(fā)光材料所決定的紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光EL元件(OLED)的各個發(fā)光-電壓特性，本實施方案通過改變供給到灰度級信號線(K)的電壓的波形來執(zhí)行伽馬校正，如圖9B和圖9C中所示。
本實施方案不需要A/D轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器和用于存儲伽馬校正所需要的伽馬校正表的存儲器，這些在第三傳統(tǒng)技術(shù)中對于伽馬校正是必須的，并且本實施方案與第三傳統(tǒng)技術(shù)相比較在結(jié)構(gòu)上是簡單的，因此與第三傳統(tǒng)技術(shù)相比較能夠減少它的成本。
而且，本實施方案能夠消除特性的局部差異，例如像素之間發(fā)光的差異，而第三傳統(tǒng)技術(shù)沒有消除這些差異。
因此，本實施方案能夠平衡紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光EL元件(OLED)之間的發(fā)光特性，而不用調(diào)節(jié)從視頻信號線(D)供給的模擬視頻信號電壓，能夠平衡紅，綠和藍(lán)的發(fā)光顏色，從而提供高質(zhì)量的圖象。
本實施方案可以使用實施方案1的像素結(jié)構(gòu)，并且斜坡電壓也可以多次從第一級電壓(V1)變化到第二級電壓(V2)，如實施方案2中一樣。
由本發(fā)明者提出的本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案具體地說明，但是本發(fā)明不局限于上述優(yōu)選實施方案。優(yōu)選實施方案是說明性的，而不是限制性的，并且可以不背離本發(fā)明的真實范疇和精神做各種修改。
在本說明書中公開的，由本發(fā)明的典型給出的一些優(yōu)點將簡要地說明如下(1)根據(jù)本發(fā)明的顯示設(shè)備能夠使紅光發(fā)光，綠光發(fā)光和藍(lán)光發(fā)光像素發(fā)光，而且發(fā)光亮度在三種顏色之間是平衡的，從而產(chǎn)生高質(zhì)量的顯示。
(2)根據(jù)本發(fā)明的顯示設(shè)備能夠產(chǎn)生平衡的紅，綠和藍(lán)發(fā)光顏色，從而產(chǎn)生高質(zhì)量的顯示。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，具有多個像素、向各像素提供圖象信號的圖象信號線、向各像素提供灰度信號的灰度信號線和向各像素提供電流的電源線，其特征在于具有電流驅(qū)動型發(fā)光元件；電容元件；反相電路，由所述電源線提供電源電壓，輸入端子與所述電容元件電連接的同時，輸出端子與所述電流驅(qū)動型發(fā)光元件電連接；第一開關(guān)元件，在所述圖象信號線與所述電容元件之間電連接；以及第二開關(guān)元件，在所述灰度信號線與所述電容元件之間電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于具有所述反相電路的輸入端子與所述反相電路的輸出端子之間電連接的第三開關(guān)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于通過所述圖象信號線向像素提供圖象信號后，通過所述灰度信號線向像素提供灰度電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于接通所述第一開關(guān)元件，進而切斷后再接通所述第二開關(guān)元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于接通所述第三開關(guān)元件后，接通所述第一開關(guān)元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于一幀期間包含第一期間和在第一期間之后的期間即第二期間，在所述第一期間向像素提供所述圖象信號，在所述第二期間向像素提供所述灰度信號。
7.一種具有多個具備電流驅(qū)動型發(fā)光元件的像素的顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于一幀期間中包含第一期間和在第一期間之后的期間即第二期間，在第一期間，在使全像素內(nèi)的所述電流驅(qū)動型發(fā)光元件的發(fā)光停止的狀態(tài)下，向各像素寫入圖象信號電壓；在第二期間，向所述各像素，寫入從第一電平到第二電平變化數(shù)次的電壓，圖象信號電壓寫入到所述各像素，在由該電壓決定的第二期間中的第三期間，使所述各像素的所述電流驅(qū)動型發(fā)光元件發(fā)光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于從所述第一電平到第二電平變化數(shù)次的電壓，是斜坡電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于所述斜坡電壓是斜升波形。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于所述圖象信號電壓是發(fā)光亮度越低與第一電平電壓的電位差越小的電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于所述圖象信號電壓是發(fā)光亮度越高與第一電平電壓的電位差越大的電壓。
全文摘要
一種使用電流驅(qū)動型發(fā)光元件的顯示設(shè)備，包括分別具有電流驅(qū)動型紅，綠和藍(lán)發(fā)光元件的多個紅，綠和藍(lán)像素。一種驅(qū)動該顯示設(shè)備的方法，包括在一個幀周期開始的第一部分期間，在所有發(fā)光元件停止發(fā)光的狀態(tài)下，將視頻信號電壓寫入每個像素中，然后在該一個幀周期的繼第一部分之后至少一個部分期間操作發(fā)光元件中相應(yīng)一個元件，使其發(fā)光。該一個幀周期的至少一個部分中的每個都由發(fā)光元件中相應(yīng)一個元件的發(fā)光特性來決定，也由像素中相應(yīng)一個像素的視頻信號電壓來決定。
文檔編號G09G3/20GK1763821SQ2005101160
公開日2006年4月26日 申請日期2003年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月31日
發(fā)明者西谷茂之, 佐藤敏浩, 河內(nèi)玄士朗, 秋元肇 申請人:株式會社日立制作所