專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用了表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件、場致發(fā)射型電子發(fā)射元件等冷陰極電子發(fā)射元件、尤其是金屬/絕緣膜/金屬(MIM)型電子發(fā)射元件的顯示裝置。
背景技術(shù)：
作為驅(qū)動冷陰極電子發(fā)射元件的驅(qū)動電路，已知在下述專利文獻(xiàn)1的圖19中示出的由P溝道MOSFET和N溝道MOSFET構(gòu)成的CMOS輸出緩存器、圖20中示出的由PNP晶體管和NPN晶體管構(gòu)成的輸出緩存器。
日本特開2004-86130號公報發(fā)明內(nèi)容在采用了冷陰極電子發(fā)射元件的顯示裝置中，由于布線所附帶的電容，驅(qū)動電路的輸出波形衰減，因而有效發(fā)光期間減少、產(chǎn)生誤發(fā)光、或產(chǎn)生亮度的面內(nèi)不均勻。
為防止這些情況的發(fā)生，必須在減小布線電阻的同時減小驅(qū)動電路的輸出電阻。但是，正如上述專利文獻(xiàn)1的段落0011～0013中所述，這將產(chǎn)生由構(gòu)成驅(qū)動電路的半導(dǎo)體集成電路組成的驅(qū)動器的芯片尺寸增加，芯片單價提高的課題。特別是，在采用了MIM型電子發(fā)射元件的顯示裝置中，由上部電極和下部電極將10nm左右的薄絕緣膜夾在中間，因此布線的電容值增大，因而上述課題變得更為突出。
因此，為解決上述課題，對驅(qū)動器輸出電路進(jìn)行了研究。首先，一般地，電子發(fā)射元件的發(fā)射電流，相對于電壓按指數(shù)函數(shù)變化。而且，電容的充放電曲線通常相對于時間按指數(shù)函數(shù)變化，急劇地發(fā)生初期的電壓變化。因此，當(dāng)發(fā)射電流上升時，發(fā)射電流隨著電壓緩慢地增加，當(dāng)發(fā)射電流下降時，發(fā)射電流隨電壓急劇地減小。
因此，使發(fā)射電流下降時的電壓變化比發(fā)射電流上升時的電壓變化緩慢，對亮度的影響也是極其微小的。
在本發(fā)明中，通過利用這種特性而使掃描電路的非選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻大于選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻，減小了非選擇開關(guān)的元件尺寸，從而減小了構(gòu)成掃描電路的、由半導(dǎo)體集成電路構(gòu)成的掃描驅(qū)動器的芯片尺寸，而不會對顯示特性產(chǎn)生惡劣影響。
另外，在本發(fā)明中，通過使調(diào)制電路的從白電平電壓向黑電平電壓變化時的輸出電路的電阻大于從黑電平電壓向白電平電壓變化時的輸出電路電阻，減小了輸出電路內(nèi)的用于從白電平電壓向黑電平電壓變化的電路的元件尺寸，從而減小了構(gòu)成調(diào)制電路的、由半導(dǎo)體集成電路構(gòu)成的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的芯片尺寸。
另外，在本發(fā)明中，利用雙極晶體管的導(dǎo)通電阻小于MOSFET的導(dǎo)通電阻這樣的特性，由雙極晶體管構(gòu)成需要低導(dǎo)通電阻的選擇開關(guān)，由此，減小了元件尺寸，從而減小了掃描驅(qū)動器的芯片尺寸。這時，通過由與掃描驅(qū)動器的其它部分所采用的相同的MOSFET構(gòu)成可以具有高導(dǎo)通電阻的非選擇開關(guān)，來使工序數(shù)的增加極少。
同樣，通過只由雙極晶體管構(gòu)成用于從黑電平電壓向白電平電壓變化的輸出電路，來使工序數(shù)增加得極少，并使元件尺寸減小。
另外，在本發(fā)明中，通過將構(gòu)成輸出電路的雙極晶體管配置得比MOSFET更靠近輸出端，即使因異常放電現(xiàn)象在顯示板布線上產(chǎn)生高電壓，也由于雙極晶體管的集電極擴(kuò)散層和襯底之間的接合為正向，電流流向襯底，從而降低了MOSFET部的電壓上升。其結(jié)果是，不會使MOSFET的柵極絕緣膜受到破壞。
在本發(fā)明中，能夠減小構(gòu)成驅(qū)動電路的半導(dǎo)體集成電路的芯片尺寸，因此能夠降低芯片單價。
本發(fā)明的顯示裝置的主要特征如下。
(1)本發(fā)明的顯示裝置，包括具有形成有多條行布線、多條列布線以及多個電子發(fā)射元件的背板和施加陽極電壓的前板的顯示板、和進(jìn)行上述行布線的選擇的掃描電路、以及對上述列布線施加調(diào)制電壓的調(diào)制電路，在上述顯示裝置中，上述掃描電路，具有設(shè)置在掃描電路輸出點和電源線之間的用于接通或斷開非選擇電壓的非選擇開關(guān)、設(shè)置在掃描電路輸出點和電源線之間的用于接通或斷開選擇電壓的選擇開關(guān)，上述非選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻大于上述選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻。另外，上述選擇開關(guān)由雙極晶體管構(gòu)成，上述非選擇開關(guān)由MOSFET構(gòu)成。另外，將上述雙極晶體管配置得比上述MOSFET更靠近輸出端。另外，上述電子發(fā)射元件是MIM型的電子發(fā)射元件。
(2)本發(fā)明的顯示裝置，包括具有形成有多條行布線、多條列布線以及多個電子發(fā)射元件的背板和施加陽極電壓的前板的顯示板、和進(jìn)行上述行布線的選擇的掃描電路、以及對上述列布線施加調(diào)制電壓的調(diào)制電路，在上述顯示裝置中，上述調(diào)制電路具有輸出電路，使從白電平電壓向黑電平電壓變化時的輸出電路的輸出電阻大于從黑電平電壓向白電平電壓變化時的輸出電路的輸出電阻。另外，上述從黑電平電壓向白電平電壓變化時的輸出電路由雙極晶體管構(gòu)成，上述從白電平電壓向黑電平電壓變化時的輸出電路由MOSFET構(gòu)成。另外，將上述雙極晶體管配置得比上述MOSFET更靠近輸出端。另外，上述從白電平電壓向黑電平電壓變化時的輸出電路或上述從黑電平電壓向白電平電壓變化時的輸出電路的至少一者由雙極晶體管構(gòu)成。另外，上述電子發(fā)射元件是MIM型的電子發(fā)射元件。
(3)本發(fā)明的顯示裝置，包括具有形成有多條行布線、多條列布線以及多個電子發(fā)射元件的背板和施加陽極電壓的前板的顯示板、和進(jìn)行上述行布線的選擇的掃描電路、以及對上述列布線施加調(diào)制電壓的調(diào)制電路，在上述顯示裝置中，上述掃描電路，具有設(shè)置在掃描電路輸出點和電源線之間的用于接通或斷開非選擇電壓的非選擇開關(guān)、和設(shè)置在掃描電路輸出點和電源線之間的用于接通或斷開選擇電壓的選擇開關(guān)，上述非選擇開關(guān)或上述選擇開關(guān)的至少一者由雙極晶體管構(gòu)成。
(4)本發(fā)明的顯示裝置，包括具有形成有多條行布線、多條列布線以及多個電子發(fā)射元件的背板和施加陽極電壓的前板的顯示板、和進(jìn)行上述行布線的選擇的掃描電路、以及對上述列布線施加調(diào)制電壓的調(diào)制電路，在上述顯示裝置中，上述調(diào)制電路具有輸出電路，從黑電平電壓向白電平電壓變化時的輸出電路或從白電平電壓向黑電平電壓變化時的輸出電路的一者由雙極晶體管構(gòu)成，另一者由MOSFET構(gòu)成。


圖1是表示本發(fā)明的顯示裝置的總體電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是構(gòu)成圖1中示出的調(diào)制電路5的、由半導(dǎo)體集成電路構(gòu)成的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是構(gòu)成圖1中示出的掃描電路6-1、6-2的、由半導(dǎo)體集成電路構(gòu)成的掃描驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是圖3中示出的掃描驅(qū)動器內(nèi)的輸出電路31的詳細(xì)圖。
圖5是實施例1中的1水平掃描期間內(nèi)的數(shù)據(jù)驅(qū)動器和掃描驅(qū)動器的最遠(yuǎn)端輸出電壓波形圖。
圖6是MIM電子發(fā)射元件的電流電壓特性圖。
圖7是實施例2中的1水平掃描期間內(nèi)的數(shù)據(jù)驅(qū)動器和掃描驅(qū)動器的最遠(yuǎn)端輸出電壓波形圖。
圖8是實施例3的圖3中示出的掃描驅(qū)動器內(nèi)的輸出電路31的詳圖。
圖9A是圖8中示出的單元31-2的平面圖，圖9B是圖9A的平面圖中示出的單點劃線A-A′和B-B′部分的剖視圖。
圖10是實施例4中的1水平掃描期間內(nèi)的數(shù)據(jù)驅(qū)動器和掃描驅(qū)動器的最遠(yuǎn)端輸出電壓波形圖。
圖11是實施例5中的1水平掃描期間內(nèi)的數(shù)據(jù)驅(qū)動器和掃描驅(qū)動器的最遠(yuǎn)端輸出電壓波形圖。
圖12是表示實施例6的顯示裝置的總體電路結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實施例方式
以下，用

本發(fā)明的實施例。
圖1是表示本發(fā)明的采用了MIM型電子發(fā)射元件的顯示裝置的總體電路結(jié)構(gòu)的框圖。構(gòu)成顯示板4的背板，具有MIM型電子發(fā)射元件3、連接在MIM型電子發(fā)射元件3的下部電極上的列布線1、連接在MIM型電子發(fā)射元件3的上部電極上的行布線2。構(gòu)成顯示板4的前板，在與背板相對的面上具有熒光膜10和覆蓋熒光膜10而形成的背金11。另外，顯示板4，為使面板內(nèi)為真空，具有設(shè)在圖像顯示區(qū)域的周邊的側(cè)壁(未圖示)。熒光膜10，由按MIM型電子發(fā)射元件3的各列分開涂敷的紅、綠、藍(lán)這3原色構(gòu)成。
5是向列布線輸出調(diào)制信號的調(diào)制電路，6-1、6-2是配置在顯示板4的兩側(cè)進(jìn)行行選擇的掃描電路。
驅(qū)動器電源7，對掃描電路6-1、6-2供給邏輯電路用電壓Vcc、選擇電壓VGON以及非選擇電壓VGOFF，另外還對調(diào)制電路5和顯示控制器8供給邏輯電路用電壓Vcc、發(fā)光電壓VEON、非發(fā)光電壓VEOFF。
顯示控制器8，向掃描電路6-1、6-2輸出作為控制信號的垂直時鐘脈沖VCLK、起動脈沖VIO以及輸出切換信號STB，另外還向調(diào)制電路5輸出作為控制信號的水平時鐘脈沖HCLK、起動脈沖HIO、輸出切換信號STB以及調(diào)制電路用參考電壓V0～VM、以及作為顯示數(shù)據(jù)的與紅、綠、藍(lán)對應(yīng)的3輸出n位顯示數(shù)據(jù)D0、D1、D2。在這些信號中，除調(diào)制電路用參考電壓V0～VM以外的信號，全都具有邏輯電路用電壓Vcc的振幅。
另外，陽極電源9，對背金11供給用于使熒光體發(fā)光的陽極電壓VA。
圖2是構(gòu)成圖1中示出的調(diào)制電路5的由半導(dǎo)體集成電路構(gòu)成的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)圖。調(diào)制電路5，通過將該數(shù)據(jù)驅(qū)動器串聯(lián)連接而構(gòu)成。
在圖2中，25是生成用于取入顯示數(shù)據(jù)的鎖存信號的移位寄存器，24是依次取入從顯示控制器同時輸入的與紅、綠、藍(lán)對應(yīng)的D00～D0n-1、D10～D1n-1、D20～D2n-1的3輸出n位顯示數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)寄存器，23是與輸出切換信號STB同步地取入數(shù)據(jù)寄存器的顯示數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)鎖存器，26是從顯示控制器8輸出的調(diào)制電路用參考電壓V0～VM通過電阻分壓產(chǎn)生2n個灰度等級電壓的灰度等級電壓生成部，22是根據(jù)數(shù)據(jù)鎖存器輸出的n位顯示數(shù)據(jù)從2n個灰度等級電壓中選擇電壓的譯碼器，21是用于將譯碼器輸出電壓作為輸出電壓Y1～Ym輸出到顯示板4的各列布線1的由電壓輸出器構(gòu)成的輸出電路。
這里，HR/L是用于決定移位寄存器的移位方向的信號，固定為邏輯電路用電壓Vcc或接地電壓GND。
另外，調(diào)制電路用參考電壓V0～VM，是將從非發(fā)光電壓VEOFF到最大發(fā)光電壓VEON之間M等分后的電壓，構(gòu)成灰度等級電壓生成部26的電阻的分壓電阻值都相等，灰度等級和輸出電壓之間為線性關(guān)系。
首先，當(dāng)開始1水平掃描期間時，將起動脈沖HIO作為第1數(shù)據(jù)驅(qū)動器的HIO1(或HIO2)信號輸入，并在移位寄存器25內(nèi)與水平時鐘脈沖HCLK同步地進(jìn)行移位，當(dāng)輸出鎖存信號時，將3輸出n位顯示數(shù)據(jù)同時且依次地取入到數(shù)據(jù)寄存器24內(nèi)。
當(dāng)向第1數(shù)據(jù)驅(qū)動器的數(shù)據(jù)寄存器24的顯示數(shù)據(jù)取入結(jié)束時，HIO2(或HIO1)的電壓為邏輯電路用電壓Vcc，并作為第2數(shù)據(jù)驅(qū)動器的HIO1(或HIO2)輸入，開始向第2數(shù)據(jù)驅(qū)動器的顯示數(shù)據(jù)取入。
當(dāng)按照這種方式結(jié)束所有顯示數(shù)據(jù)的向數(shù)據(jù)寄存器24的取入時，在1水平掃描期間結(jié)束之前，與輸出切換信號STB的上升同步地將所有顯示數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)寄存器24取入到數(shù)據(jù)鎖存器23。
所取入的顯示數(shù)據(jù)，分別由譯碼器22轉(zhuǎn)換為灰度等級電壓，并由輸出電路21將灰度等級電壓輸出到各列布線上。
圖3是構(gòu)成圖1中示出的掃描電路6-1、6-2的、由半導(dǎo)體集成電路構(gòu)成的掃描驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)圖。掃描電路6-1、6-2，分別由該掃描驅(qū)動器串聯(lián)連接而成。
在圖3中，33是生成用于在每一水平掃描期間依次切換選擇行的選擇信號的移位寄存器，32是將移位寄存器的輸出從邏輯電路用電壓Vcc-GND的電平變換為選擇電壓VGON-非選擇電壓VGOFF的電平的電平移位器，31是用于根據(jù)進(jìn)行了電平移位的移位寄存器輸出將選擇電壓VGON或非選擇電壓VGOFF作為輸出電壓G1～Gn輸出到顯示板4的各行布線2的輸出電路。
這里，VR/L是用于決定移位寄存器的移位方向的信號，固定為邏輯電路用電壓Vcc或接地電壓GND。
首先，當(dāng)1垂直掃描期間開始時，將起動脈沖VIO作為第1掃描驅(qū)動器的VIO1(或VIO2)信號輸入，在每一水平掃描期間在移位寄存器33內(nèi)與垂直時鐘脈沖VCLK同步地進(jìn)行移位，并依次輸出選擇信號。
由電平移位器32將所輸出的選擇信號與輸出切換信號STB的反相信號的邏輯積的電平移位為選擇電壓VGON-非選擇電壓VGOFF的電平，并作為選擇電壓VGON輸出到顯示板4的選擇行布線上。另一方面，將非選擇電壓VGOFF輸出到顯示板4的非選擇行布線上。
當(dāng)?shù)?掃描驅(qū)動器內(nèi)的移位結(jié)束時，VIO2(或VIO1)的電壓為邏輯電路用電壓Vcc，并作為第2掃描驅(qū)動器的VIO1(或VIO2)輸入，開始第2掃描驅(qū)動器內(nèi)的移位。按照這種方式，依次選擇所有的行。
圖4是圖3中示出的掃描驅(qū)動器內(nèi)的輸出電路31的詳圖，31-1表示設(shè)置于各行的輸出電路31的單元。
在圖4中，42是接通或斷開非選擇電壓VGOFF的nMOS非選擇開關(guān)，41是接通或斷開選擇電壓VGON的pMOS選擇開關(guān)。另外，43是對nMOS非選擇開關(guān)42供給非選擇電壓VGOFF的電源線，44是對pMOS選擇開關(guān)41供給選擇電壓VGON的電源線。
此處，nMOS非選擇開關(guān)42的導(dǎo)通電阻，大到約為pMOS選擇開關(guān)41的導(dǎo)通電阻的2倍。
首先，當(dāng)輸出切換信號STB下降時，選擇行的行選擇脈沖的輸出降低，選擇行的nMOS非選擇開關(guān)42斷開，pMOS選擇開關(guān)41接通，輸出電路的輸出電壓Gi從非選擇電壓VGOFF上升到選擇電壓VGON。
接著，當(dāng)輸出切換信號STB上升時，選擇行的行選擇脈沖的輸出升高，選擇行的pMOS選擇開關(guān)41斷開，nMOS非選擇開關(guān)42接通，輸出電路的輸出電壓Gi從選擇電壓VGON下降到非選擇電壓VGOFF。
圖5是1水平掃描期間內(nèi)的數(shù)據(jù)驅(qū)動器和掃描驅(qū)動器的最遠(yuǎn)端輸出電壓波形圖。
首先，與輸出切換信號STB的上升同步地切換數(shù)據(jù)驅(qū)動器輸出。接著，在延遲了取決于列布線的電阻和電容、數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出阻抗的數(shù)據(jù)驅(qū)動器輸出上升時間tdr或下降時間tdf中較大的一者后，與輸出切換信號STB的下降同步，選擇行掃描驅(qū)動器輸出從非選擇電壓VGOFF變化為選擇電壓VGON。
在1水平掃描期間的結(jié)束時刻，在將選擇行掃描驅(qū)動器輸出從選擇電壓VGON改變?yōu)榉沁x擇電壓VGOFF，并且切換數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出。
在本實施例中，發(fā)光時間取決于掃描驅(qū)動器的輸出時間，因此發(fā)光強(qiáng)度不受前后行中的數(shù)據(jù)的影響。
即、在切換了數(shù)據(jù)驅(qū)動器輸出之后，經(jīng)過了數(shù)據(jù)驅(qū)動器輸出上升時間tdr或下降時間tdf中較大的一者的時間而使輸出電壓變得穩(wěn)定之后，選擇行掃描驅(qū)動器輸出從非選擇電壓VGOFF變化為選擇電壓VGON。其結(jié)果是，發(fā)光強(qiáng)度不受前一行數(shù)據(jù)的影響。而且，在切換數(shù)據(jù)驅(qū)動器輸出的同時，選擇行掃描驅(qū)動器輸出從選擇電壓VGON變化為非選擇電壓VGOFF，發(fā)光強(qiáng)度不受下一行數(shù)據(jù)的影響。
另外，取決于行布線的電阻和電容、掃描驅(qū)動器的導(dǎo)通電阻的掃描驅(qū)動器輸出下降時間tsf比上升時間tsr長。
此處，MIM型電子發(fā)射元件的發(fā)射電流，如圖6所示，相對于電壓按指數(shù)函數(shù)變化。而且，電容的充放電曲線通常相對于時間按指數(shù)函數(shù)變化，急劇地發(fā)生初期的電壓變化。因此，當(dāng)掃描驅(qū)動器輸出電壓上升時，電流隨著電壓緩慢地增加，下降時，電流的減小比電壓的減小快。因此，即便使下降時間tsf比上升時間tsr長，對亮度的影響也是極其微小的。
在本發(fā)明中，利用這種特性，使構(gòu)成掃描驅(qū)動器輸出電路的nMOS非選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻大于pMOS選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻。其結(jié)果是，能夠減小nMOS非選擇開關(guān)的元件尺寸，從而減小掃描驅(qū)動器的芯片尺寸。
在上述實施例1中，將行布線2連接在MIM型電子發(fā)射元件3的上部電極上，將列布線1連接在MIM型電子發(fā)射元件3的下部電極上，但在本實施例中，將列布線1連接在MIM型電子發(fā)射元件3的上部電極上，將行布線2連接在MIM型電子發(fā)射元件3的下部電極上。
與此相應(yīng)地，在掃描驅(qū)動器內(nèi)的輸出電路中，將實施例1中的pMOS選擇開關(guān)41作為pMOS非選擇開關(guān)，由該開關(guān)接通或斷開非選擇電壓VGOFF，將實施例1中的nMOS非選擇開關(guān)42作為nMOS選擇開關(guān)，由該開關(guān)接通或斷開選擇電壓VGON。
圖7是1水平掃描期間內(nèi)的數(shù)據(jù)驅(qū)動器和掃描驅(qū)動器的最遠(yuǎn)端輸出電壓波形圖，上部電極、下部電極和列布線、行布線的連接與實施例1相反，所以脈沖的極性與圖5相反。
在本實施例中也與實施例1一樣，發(fā)光時間由掃描驅(qū)動器的輸出時間決定，因此發(fā)光強(qiáng)度不受前后行中的數(shù)據(jù)的影響。
在本實施例中，取決于行布線的電阻和電容、掃描驅(qū)動器的導(dǎo)通電阻的掃描驅(qū)動器輸出上升時間tsr比下降時間tsf長，并使構(gòu)成掃描驅(qū)動器輸出電路的pMOS非選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻大于nMOS選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻。
其結(jié)果是，能夠減小pMOS非選擇開關(guān)的元件尺寸，從而減小掃描驅(qū)動器的芯片尺寸。此外，由于pMOS的遷移率為nMOS的1/2左右，所以，如果要得到相同的導(dǎo)通電阻，則pMOS的大小約為nMOS的2倍左右。
因此，在本實施例中，能夠減小pMOS的元件尺寸，因而與實施例1相比能夠進(jìn)一步減小掃描驅(qū)動器的芯片尺寸。
圖8是圖3中示出的掃描驅(qū)動器內(nèi)的輸出電路31的詳圖，本實施例，使實施例1的圖4中示出的pMOS選擇開關(guān)41為pnp晶體管81。
在圖8中，31-2表示設(shè)置于各行的輸出電路31的單元。42是接通或斷開非選擇電壓VGOFF的nMOS非選擇開關(guān)，81是接通或斷開選擇電壓VGON的pnp晶體管選擇開關(guān)。另外，43是對nMOS非選擇開關(guān)42供給非選擇電壓VGOFF的電源線，44是對pnp晶體管選擇開關(guān)81供給選擇電壓VGON的電源線。
nMOS非選擇開關(guān)42的導(dǎo)通電阻，大于pnp晶體管選擇開關(guān)81的導(dǎo)通電阻。
圖9A是圖8中示出的設(shè)置于各行的輸出電路31的單元31-2的俯視圖，圖9B是圖9A中示出的單點劃線A-A′和B-B′部分的剖視圖。
在圖9A、圖9B中，斜線區(qū)域是第1層鋁布線，虛線區(qū)域是第2層鋁布線，全涂區(qū)域是由多晶硅等構(gòu)成的柵極電極。
在圖9A、圖9B中，91是由圖8的31-2表示的掃描驅(qū)動器內(nèi)的輸出電路的單元區(qū)域，92是用于與行布線連接的焊盤部布線，93是pnp晶體管81的集電極部布線，94是pnp晶體管81的發(fā)射極部布線，95是與發(fā)射極部布線94連接的圖8的44所示的供給選擇電壓VGON的電源布線，96是pnp晶體管81的基極部布線，97是n溝道MOSFET的漏極部布線，98是與基極部布線連接的n溝道MOSFET的柵極電極，99是n溝道MOSFET的源極部布線，100是與源極部布線99連接的圖8的43所示的供給非選擇電壓VGOFF的電源布線。
另外，101是n襯底，102-1是p型阱，103是n溝道MOSFET的n型源極·漏極擴(kuò)散層，102-2是與p型阱區(qū)102-1同層的pnp晶體管集電極擴(kuò)散層，104是pnp晶體管基極擴(kuò)散層，105是與p溝道MOSFET(未圖示)的p型源極·漏極擴(kuò)散層同層的發(fā)射極擴(kuò)散層。
在本實施例中，由雙極晶體管構(gòu)成需要低導(dǎo)通電阻的選擇開關(guān)81。該雙極晶體管的導(dǎo)通電阻小于同一尺寸的MOSFET的導(dǎo)通電阻，因此能夠減小pnp晶體管選擇開關(guān)81的元件尺寸，從而減小掃描驅(qū)動器的芯片尺寸。
此外，通過由與掃描驅(qū)動器的其它部分所采用的相同的MOSFET構(gòu)成可以具有高導(dǎo)通電阻的nMOS非選擇開關(guān)，能夠使工序數(shù)的增加極少。此外，在圖9B所示的例子中，只不過是增加了雙極晶體管的基極擴(kuò)散層104的形成步驟。
另外，通過將構(gòu)成選擇開關(guān)的雙極晶體管配置得比構(gòu)成非選擇開關(guān)的MOSFET更靠近焊盤部布線92，來提高耐電壓特性。
一般地，在采用了電子發(fā)射元件的顯示裝置中，對陽極施加高的電壓，所以有時因偶爾發(fā)生的顯示板內(nèi)的異常放電現(xiàn)象而在布線上產(chǎn)生高電壓。
但是，在本實施例中，即使在焊盤部布線92上產(chǎn)生高的電壓，也由于作為選擇開關(guān)的雙極晶體管的集電極擴(kuò)散層102-2和襯底101之間的接合為正向，而使電流流向襯底101。
這樣，即使用雙極晶體管構(gòu)成，選擇開關(guān)的面積也很大，因此能減低非選擇開關(guān)MOSFET的漏極部布線97的電壓上升，其結(jié)果是，不會破壞MOSFET的柵極絕緣膜。
此外，還可以對集電極部布線93和漏極部布線97設(shè)置眾所周知的由二極管、電阻或由二極管、電阻、MOSFET構(gòu)成的保護(hù)電路，進(jìn)一步進(jìn)行保護(hù)。
在本實施例中，由數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出時間決定了發(fā)光時間。與實施例1同樣地，將列布線1連接在MIM型電子發(fā)射元件3的下部電極上，并將行布線2連接在MIM型電子發(fā)射元件3的上部電極上。
圖10是1水平掃描期間內(nèi)的數(shù)據(jù)驅(qū)動器和掃描驅(qū)動器的最遠(yuǎn)端輸出電壓波形圖。
圖10中，與輸出切換信號STB的上升同步地，選擇行掃描驅(qū)動器的輸出從非選擇電壓VGOFF向選擇電壓VGON上升。
接著，在延遲了取決于行布線的電阻和電容、掃描驅(qū)動器的導(dǎo)通電阻的掃描驅(qū)動器輸出上升時間tsr后，數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出，與輸出切換信號STB的下降同步地，從黑電平電壓VEOFF向具有與發(fā)光量對應(yīng)的從VEOFF到VEON之間的值的白電平電壓下降。
在1水平掃描期間的結(jié)束時刻，在數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出從白電平電壓上升到黑電平電壓VGOFF后，選擇行掃描驅(qū)動器的輸出從選擇電壓VGON向非選擇電壓VGOFF下降。
在本實施例中，發(fā)光時間取決于數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出時間。
另外，取決于布線的電阻和電容、數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出電阻的數(shù)據(jù)驅(qū)動器輸出的上升時間tdr，比下降時間tdf長，通過使數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出電路的從白電平電壓向黑電平電壓上升時的輸出電阻大于從黑電平電壓向白電平電壓下降時的輸出電阻，減小了數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出電路的進(jìn)行上升的元件尺寸，從而減小了了數(shù)據(jù)驅(qū)動器的芯片尺寸。
在本實施例中也由數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出時間決定發(fā)光時間。與實施例2同樣地，將列布線1連接在MIM型電子發(fā)射元件3的上部電極上，將行布線2連接在MIM型電子發(fā)射元件3的下部電極上。
圖11是1水平掃描期間內(nèi)的數(shù)據(jù)驅(qū)動器和掃描驅(qū)動器的最遠(yuǎn)端輸出電壓波形圖。
在圖11中，與輸出切換信號STB的上升同步地，選擇行掃描驅(qū)動器的輸出從非選擇電壓VGOFF向選擇電壓VGON下降。
接著，在延遲了取決于行布線的電阻和電容、掃描驅(qū)動器的導(dǎo)通電阻的掃描驅(qū)動器的輸出下降時間tsf后，數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出，與輸出切換信號STB的下降同步地，從黑電平電壓VEOFF向具有與發(fā)光量對應(yīng)的從VEOFF到VEON之間的值的白電平電壓上升。
在1水平掃描期間的結(jié)束時刻，在數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出從白電平電壓下降到黑電平電壓VEOFF后，選擇行掃描驅(qū)動器的輸出從選擇電壓VGON向非選擇電壓VGOFF上升。
在本實施例中，發(fā)光時間取決于數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出時間。
另外，取決于布線的電阻和電容、數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出電阻的數(shù)據(jù)驅(qū)動器輸出的下降時間tdf，比上升時間tdr長，通過使數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出電路的從白電平電壓向黑電平電壓下降時的輸出電阻大于從黑電平電壓向白電平電壓上升時的輸出電阻，減小了數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出電路的進(jìn)行上升的元件尺寸，從而減小了數(shù)據(jù)驅(qū)動器的芯片尺寸。
圖12是表示將畫面劃分為上下部分并將圖像同時顯示在上下部分的本實施例的總體電路結(jié)構(gòu)的框圖。此外，符號2、4、7、9、10、11，與圖1相同。
在圖12中，121-1和121-2是在顯示板4的中央劃分后的列布線，125-1、125-2是分別向上下的列布線輸出調(diào)制信號的調(diào)制電路，126-11、126-12是配置在顯示板4的兩側(cè)進(jìn)行畫面上部的行選擇的掃描電路，126-21、126-22是配置在顯示板4的兩側(cè)進(jìn)行畫面下部的行選擇的掃描電路。
驅(qū)動器電源7，對掃描電路126-11、126-12、126-21、126-22供給邏輯電路用電壓Vcc、選擇電壓VGON、非選擇電壓VGOFF，對調(diào)制電路125-1、125-2和顯示控制器128供給最大發(fā)光電壓VEON、非發(fā)光電壓VEOFF、邏輯電路用電壓Vcc。
顯示控制器128，向掃描電路126-11、126-12、126-21、126-22輸出垂直時鐘脈沖VCLK、起動脈沖VIO、選擇期間信號VGO，向調(diào)制電路125-1、125-2輸出水平時鐘脈沖HCLK、起動脈沖HIO、輸出切換信號STB、參考電壓V0～VM、與紅、綠、藍(lán)對應(yīng)的3輸出n位顯示數(shù)據(jù)D0、D1、D2。
在這些信號中，除參考電壓V0～VM以外的信號，全都具有邏輯電路用電壓Vcc的振幅。此外，與紅、綠、藍(lán)對應(yīng)的3輸出n位的顯示數(shù)據(jù)D0、D1、D2，隨調(diào)制電路125-1、125-2的不同而進(jìn)行不同的輸入。
調(diào)制電路125-1、125-2和掃描電路126-11、126-12、126-21、126-22的結(jié)構(gòu)和動作，與實施例1相同。
顯示控制器128，分別向調(diào)制電路125-1、125-2同時輸出3輸出n位顯示數(shù)據(jù)D0、D1、D2。
在顯示控制器128的其它部分，設(shè)有幀存儲器，顯示控制器128，從顯示裝置外部接收圖像信號，與上下部分對應(yīng)地，將與紅、綠、藍(lán)對應(yīng)的3輸出n位顯示數(shù)據(jù)D0、D1、D2輸出到調(diào)制電路125-1、125-2，并向掃描電路126-11、126-12、126-21、126-22輸出控制信號。
在本實施例中，將畫面劃分為上下部分，在上下部分同時顯示圖像。其結(jié)果是，能夠使1行的顯示時間為以往的2倍，因此，如假定亮度相同，則能夠使流向行布線的電流為以往的1/2。另外，由于對列布線進(jìn)行了劃分，調(diào)制電路125-1、125-2的驅(qū)動電容變?yōu)橐酝?/2，因而能夠使由調(diào)制電路125-1、125-2消耗的功率為以往的1/2。此外，在本實施例中，將掃描電路配置在兩側(cè)，但也可以將掃描電路配置在一側(cè)。
此外，在本發(fā)明中，如果對實施例2的選擇開關(guān)41和實施例4的從黑電平電壓向白電平電壓下降的電路采用npn晶體管、對實施例5的從黑電平電壓向白電平電壓下降的電路采用pnp晶體管，能取得與實施例3相同的效果。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括具有形成有多條行布線、多條列布線以及多個電子發(fā)射元件的背板和施加陽極電壓的前板的顯示板、和進(jìn)行上述行布線的選擇的掃描電路、以及對上述列布線施加調(diào)制電壓的調(diào)制電路，該顯示裝置的特征在于上述掃描電路，具有設(shè)置在掃描電路輸出點和電源線之間的用于接通或斷開非選擇電壓的非選擇開關(guān)、和設(shè)置在掃描電路輸出點和電源線之間的用于接通或斷開選擇電壓的選擇開關(guān)，上述非選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻，大于上述選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述選擇開關(guān)由雙極晶體管構(gòu)成，上述非選擇開關(guān)由MOSFET構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于將上述雙極晶體管配置得比上述MOSFET更靠近輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述電子發(fā)射元件是MIM型的電子發(fā)射元件。
5.一種顯示裝置，包括具有形成有多條行布線、多條列布線以及多個電子發(fā)射元件的背板和施加陽極電壓的前板的顯示板、和進(jìn)行上述行布線的選擇的掃描電路、以及對上述列布線施加調(diào)制電壓的調(diào)制電路，該顯示裝置的特征在于上述調(diào)制電路具有輸出電路，從白電平電壓向黑電平電壓變化時的輸出電路的輸出電阻大于從黑電平電壓向白電平電壓變化時的輸出電路的輸出電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其特征在于上述從黑電平電壓向白電平電壓變化時的輸出電路由雙極晶體管構(gòu)成，上述從白電平電壓向黑電平電壓變化時的輸出電路由MOSFET構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其特征在于將上述雙極晶體管配置得比上述MOSFET更靠近輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其特征在于上述電子發(fā)射元件是MIM型的電子發(fā)射元件。
9.一種顯示裝置，包括具有形成有多條行布線、多條列布線以及多個電子發(fā)射元件的背板和施加陽極電壓的前板的顯示板、和進(jìn)行上述行布線的選擇的掃描電路、以及對上述列布線施加調(diào)制電壓的調(diào)制電路，該顯示裝置的特征在于上述掃描電路，具有設(shè)置在掃描電路輸出點和電源線之間的用于接通或斷開非選擇電壓的非選擇開關(guān)、和設(shè)置在掃描電路輸出點和電源線之間的用于接通或斷開選擇電壓的選擇開關(guān)，上述非選擇開關(guān)或上述選擇開關(guān)的一者由雙極晶體管構(gòu)成，另一者由MOSFET構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其特征在于將上述雙極晶體管配置得比上述MOSFET更靠近輸出端。
11.一種顯示裝置，包括具有形成有多條行布線、多條列布線以及多個電子發(fā)射元件的背板和施加陽極電壓的前板的顯示板、和進(jìn)行上述行布線的選擇的掃描電路、以及對上述列布線施加調(diào)制電壓的調(diào)制電路，該顯示裝置的特征在于上述調(diào)制電路具有輸出電路，從黑電平電壓向白電平電壓變化時的輸出電路或從白電平電壓向黑電平電壓變化時的輸出電路的一者由雙極晶體管構(gòu)成，另一者由MOSFET構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其特征在于將上述雙極晶體管配置得比上述MOSFET更靠近輸出端。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯示裝置，在具有掃描電路的顯示裝置中，使掃描電路的非選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻大于選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻。通過使掃描電路的非選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻大于選擇開關(guān)的導(dǎo)通電阻，能夠減小非選擇開關(guān)的元件尺寸，從而減小構(gòu)成掃描電路的由半導(dǎo)體集成電路構(gòu)成的掃描驅(qū)動器的芯片尺寸，而不會對顯示特性產(chǎn)生惡劣影響。
文檔編號G09G3/20GK1928963SQ200610127518
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
發(fā)明者尾崎俊文, 塚原正久 申請人:株式會社日立顯示器