專利名稱：用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法和驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用例如有機(jī)EL(電致發(fā)光)元件作為發(fā)光元件的發(fā)光顯示板，并且特別涉及一種無源驅(qū)動(dòng)型發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法和驅(qū)動(dòng)裝置，在該無源驅(qū)動(dòng)型發(fā)光顯示板中，在實(shí)施時(shí)間灰度的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)卓越的灰度顯示而不再分(subdividing)亮度分辨率。
背景技術(shù)：
通過將發(fā)光元件以矩陣模式布置而構(gòu)成的顯示板已經(jīng)被廣泛開發(fā)，并且作為在這種顯示板中采用的發(fā)光元件，其中在發(fā)光層中采用有機(jī)材料的有機(jī)EL元件已經(jīng)引起人們的注意。這是因?yàn)楸尘凹夹g(shù)，其中之一是通過在元件的發(fā)光層中采用確保能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的卓越的發(fā)光特性的有機(jī)化合物，從而獲得高效率和長壽命，這使得EL元件的實(shí)用性令人滿意。
在電學(xué)上，該有機(jī)EL元件能夠由圖1所示的等效電路表示。也就是，該有機(jī)EL元件能夠被一個(gè)由二極管元件E和與這個(gè)二極管元件并聯(lián)的寄生電容元件Cp組成的結(jié)構(gòu)代替，并且有機(jī)EL元件被認(rèn)為是類似于電容器的發(fā)光元件。首先，當(dāng)給這個(gè)有機(jī)EL元件施加發(fā)光驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，與這個(gè)元件的電容相應(yīng)的電荷作為位移電流流入一個(gè)電極并且被積聚存儲(chǔ)。然后，可以認(rèn)為當(dāng)電壓超過正被討論的元件所特有的預(yù)定電壓(發(fā)光閾值電壓＝Vth)時(shí)，電流開始從電極(二極管元件E的陽極側(cè))流向構(gòu)成發(fā)光層的有機(jī)層，所以元件發(fā)光亮度與這個(gè)電流成比例。
圖2示出了這種有機(jī)EL元件的發(fā)光靜態(tài)特性。根據(jù)這些，如圖2A所示，有機(jī)EL元件發(fā)光的亮度(L)大致正比于驅(qū)動(dòng)電流(I)，并且如圖2B所示，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓(V)是發(fā)光閾值電壓(Vth)或更高時(shí)，電流(I)急劇流動(dòng)，同時(shí)發(fā)光。換句話說，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓是發(fā)光閾值電壓(Vth)或更低時(shí)，EL元件內(nèi)幾乎沒有電流流動(dòng)，并且EL元件不發(fā)光。因此，EL元件具有這樣的亮度特性在電壓比閾值電壓(Vth)高的可能發(fā)光區(qū)域，施加給EL元件的電壓值(V)越高，EL元件的發(fā)光亮度(L)就越高，如圖2C中的實(shí)線所示。
眾所周知，有機(jī)EL元件的亮度特性由于溫度變化而變化，近似由圖2C中的虛線所示。也就是，在EL元件具有施加的電壓值(V)越高，在電壓比如上所述的發(fā)光閾值電壓高的可能發(fā)光區(qū)域，發(fā)光亮度就越高的特性的同時(shí)，EL元件還具有溫度越高，發(fā)光閾值電壓就越低的特性。因此，EL元件處于這樣一種狀態(tài)，即當(dāng)溫度變高時(shí)，EL元件通過施加較低的電壓而發(fā)光是可能的，并且從而EL元件具有與溫度相關(guān)的亮度，即通過施加相同的可能發(fā)光電壓，當(dāng)溫度較高時(shí)，EL元件較亮，并且當(dāng)溫度較低時(shí)，EL元件較暗。
一般而言，由于與溫度變化相關(guān)的電壓-亮度特性是不穩(wěn)定的(如上所述)，同時(shí)，與溫度變化相關(guān)的電流-亮度特性是穩(wěn)定的原因、由于有機(jī)EL元件通過過量的電流會(huì)劇烈地惡化的原因、以及類似的原因，對(duì)有機(jī)EL元件實(shí)行恒定電流驅(qū)動(dòng)。作為采用這樣的有機(jī)EL元件的顯示板，其中元件以矩陣形式布置的無源驅(qū)動(dòng)型顯示板已經(jīng)被投入到實(shí)際應(yīng)用中。
如上所述，因?yàn)橛袡C(jī)EL元件是容性負(fù)載，當(dāng)僅僅實(shí)施恒定電流驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，元件兩端之間的電壓不會(huì)迅速升高，即不會(huì)迅速出現(xiàn)發(fā)光。特別地，在使用無源驅(qū)動(dòng)方法的顯示板上，因?yàn)閮H在掃描時(shí)對(duì)EL元件實(shí)施發(fā)光操作，所以，已經(jīng)考慮到通過盡可能快速地出現(xiàn)發(fā)光，從而使可發(fā)光時(shí)間占掃描周期的比例盡可能的高。
作為用于使EL元件盡可能快速地出現(xiàn)發(fā)光的手段，已經(jīng)知道一些方法，例如陰極重置方法(例如參考專利文件1)，其中寄生電容元件從元件的陰極側(cè)通過沖擊電流被充電；恒定電流充電方法(例如參考專利文件2)，其中寄生電容元件從元件的陽極側(cè)通過大電流被充電；恒定電壓充電方法(例如參考專利文件2)，其中元件的寄生電容元件由恒定電壓源充電；以及類似的方法。
日本專利申請(qǐng)公開號(hào)H9-232074(段落0018-0034，以及圖1-4)[專利文件2]日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2001-331149(段落0015-0026，以及圖1-3) 日本專利申請(qǐng)公開號(hào)H11-231834(段落0027-0032，以及圖1-3)同時(shí)，在采用如上所述的用于電容元件的充電手段的情況下，EL元件發(fā)光所需的時(shí)間被縮短了，并且一般而言，發(fā)光響應(yīng)曲線為如圖3A、3B所示的矩形或尖峰狀突起。也就是說，圖3中的水平軸代表在一行的掃描周期內(nèi)，元件的發(fā)光周期(發(fā)光進(jìn)行時(shí)間t)，以及縱軸代表發(fā)光亮度(L)。例如在采用上面提到的陰極重置方法的情況下，對(duì)將作為下一個(gè)掃描發(fā)光物體的EL元件的寄生電容的充電操作，是通過沖擊電流經(jīng)過各個(gè)將不作為下一個(gè)掃描發(fā)光物體的其它EL元件的處于并聯(lián)狀態(tài)的寄生電容實(shí)現(xiàn)的。在這種情況下，一般而言，因?yàn)檫@種充電操作是利用反向偏置電壓VM實(shí)現(xiàn)的，其中反向偏置電壓VM高于發(fā)光狀態(tài)的EL元件的正向電壓(forward voltage)Vf，發(fā)光的增加是如圖3B所示的尖峰狀突起。在這種類型的發(fā)光板中實(shí)施灰度顯示的情況下，控制發(fā)光時(shí)間的時(shí)間灰度能夠被適當(dāng)?shù)乩?。在這種時(shí)間灰度顯示中，當(dāng)利用PWM(脈沖寬度調(diào)制)灰度方法時(shí)，灰度(PWM時(shí)間)-亮度特性是圖3所示的發(fā)光響應(yīng)波形的時(shí)間積分。因此，在PWM被圖3A所示的矩形發(fā)光驅(qū)動(dòng)所等分的控制情況下，就獲得了線性的灰度特性。
但是，理想的灰度-亮度特性應(yīng)該是γ曲線(gamma curve)，其中γ(灰度系數(shù))＝大約1.8至2.2，如圖4所示。因此，有必要在低灰度側(cè)使得灰度之間的亮度差別較小，并且在高灰度側(cè)使得亮度差別較大。在γ曲線上亮度分辨率的最小值對(duì)應(yīng)于第零段和第一段之間的亮度差別。因此，在人們?cè)噲D通過如圖3A所示的矩形發(fā)光驅(qū)動(dòng)獲得γ曲線的情況下，有必要使得低灰度側(cè)的PWM分辨率較小。表1將矩形發(fā)光驅(qū)動(dòng)的16步灰度顯示作為范例，示出了PWM分辨率所需的最小值的計(jì)算結(jié)果。
表1

根據(jù)表1，例如，當(dāng)要獲得γ＝2.0時(shí)，對(duì)于線性灰度，15倍分辨率是必須的。這與圖3A所示的矩形發(fā)光驅(qū)動(dòng)的情況相應(yīng)。特別地，當(dāng)發(fā)光的出現(xiàn)是如圖3B所示的尖峰狀時(shí)，很明顯，分辨率必須比矩形發(fā)光驅(qū)動(dòng)的分辨率小。
總之，在發(fā)光響應(yīng)為如圖3所示的矩形或尖峰狀的驅(qū)動(dòng)時(shí)，為了獲得γ曲線，有必要使分辨率較低。換句話說，為了使分辨率較低，需要更快的時(shí)鐘信號(hào)。同時(shí)，EL元件具有如基于圖2C所描述的溫度相關(guān)性，并且因此，依賴于溫度變化而引起的發(fā)光出現(xiàn)的變化大大地影響了γ特性。

發(fā)明內(nèi)容
由于已經(jīng)注意到上述問題，因此提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種用于無源驅(qū)動(dòng)型發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法和驅(qū)動(dòng)裝置，在實(shí)行如上所述的時(shí)間灰度的情況下，通過該無源驅(qū)動(dòng)型發(fā)光顯示板可以實(shí)現(xiàn)卓越的灰度顯示而不再分亮度分辨率。
根據(jù)本發(fā)明(研制本發(fā)明是為了實(shí)現(xiàn)上面所描述的目的)的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法是一種發(fā)光元件分別在多個(gè)數(shù)據(jù)線和多個(gè)掃描線之間的交叉點(diǎn)相連接的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，如第一方面所描述的，所以，連接到各自的掃描線的發(fā)光元件通過順序地掃描掃描線被選擇性地順序發(fā)光，特征在于提供亮度增加周期或亮度減小周期中的至少一個(gè)，在亮度增加周期中，發(fā)光元件的發(fā)光亮度逐漸增加，以允許發(fā)光亮度從一個(gè)掃描周期的掃描開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到恒定的亮度狀態(tài)；在亮度減小周期中，發(fā)光元件的發(fā)光亮度在掃描周期即將完成之前的預(yù)定時(shí)間內(nèi)從恒定的亮度狀態(tài)逐漸減小。
根據(jù)本發(fā)明(研制本發(fā)明是為了實(shí)現(xiàn)上面所描述的目的)的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)裝置是一種無源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)裝置，如第十方面所描述的，在該無源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)光元件分別在多個(gè)數(shù)據(jù)線和多個(gè)掃描線之間的交叉點(diǎn)如此連接，使得連接到各自的掃描線的發(fā)光元件通過順序地掃描掃描線被選擇性地順序發(fā)光，特征在于提供亮度增加周期或亮度減小周期中的至少一個(gè)，在亮度增加周期中，發(fā)光元件的發(fā)光亮度逐漸增加，以允許發(fā)光亮度從一個(gè)掃描周期的掃描開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到恒定的亮度狀態(tài)；在亮度減小周期中，發(fā)光元件的發(fā)光亮度在掃描周期即將完成之前的預(yù)定時(shí)間內(nèi)從恒定的亮度狀態(tài)逐漸減小。


圖1示出了有機(jī)EL元件的電氣結(jié)構(gòu)的等效電路圖。
圖2A、2B、和2C闡明了有機(jī)EL元件的電氣靜態(tài)特性的特征圖。
圖3A和3B闡明了在傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法中采用的發(fā)光響應(yīng)特性的特征圖。
圖4闡明了灰度和發(fā)光亮度之間關(guān)系的特征圖。
圖5示出了在掃描周期內(nèi)的發(fā)光響應(yīng)的范例的特征圖。
圖6示出了相應(yīng)于圖5所示的發(fā)光響應(yīng)的亮度增加的范例的特征圖。
圖7用于闡明根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法的特征圖。
圖8示出了利用根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法的第一實(shí)施例的接線圖。
圖9A和9B闡明了如圖8所示的結(jié)構(gòu)的操作的時(shí)序圖。
圖10示出了利用根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法的第二實(shí)施例的接線圖。
圖11闡明了如圖10所示的結(jié)構(gòu)的操作的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
其中應(yīng)用有本發(fā)明的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)裝置將在下面基于優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。但是，本發(fā)明的基本概念將參考圖5至7在其前面予以說明。首先，圖5示出了亮度增加周期是掃描周期的0-100％的情況，并且示出了灰度對(duì)亮度關(guān)系的粗略估算的結(jié)果。亮度能夠通過對(duì)發(fā)光響應(yīng)進(jìn)行時(shí)間積分計(jì)算而得到，并且在圖6中示出了它的計(jì)算結(jié)果。圖5中所示出的實(shí)線(粗線)、實(shí)線(細(xì)線)、虛線(粗線)、虛線(細(xì)線)、長短交替的短劃線、和一長兩短交替的短劃線分別相應(yīng)于圖6中所示出的相應(yīng)的線。
例如，如圖5中的長短交替的短劃線、和一長兩短交替的短劃線所示出的，掃描周期中的亮度增加周期越長，亮度增加就越緩和，如圖6在較低的PWM區(qū)域所示。這就是說，發(fā)光元件的發(fā)光亮度可以具有如基于圖4所描述的γ曲線的特性。從而，時(shí)間分辨率最小值可以被設(shè)置得很大，并且無需提高時(shí)鐘的速度。雖然，圖5中示出的范例示出了亮度增加的情況，但是，在亮度減小的情況下，可以得到近似反向的γ曲線的灰度特性，并且在這種情況下也可以相似地將時(shí)間分辨率最小值設(shè)置得較大，從而無需提高時(shí)鐘速度。
總之，如圖7所示，在從一個(gè)掃描周期的掃描開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)，通過允許發(fā)光元件的發(fā)光亮度逐漸增加，使得允許它具有亮度增加周期來達(dá)到恒定亮度狀態(tài)，當(dāng)這被結(jié)合進(jìn)來之后，這就可以允許具有如γ曲線的灰度特性。并且，通過允許發(fā)光元件的發(fā)光亮度具有亮度減小周期(在亮度減小周期內(nèi)，亮度在掃描周期即將結(jié)束前的預(yù)定時(shí)間內(nèi)，從恒定的亮度狀態(tài)逐漸減小)，如圖7所示，當(dāng)這被結(jié)合進(jìn)來之后，這就可以允許具有近似反向的γ曲線的灰度特性。
從而，如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法的特征在于，采用在一個(gè)掃描周期中的掃描開始時(shí)設(shè)定亮度增加周期、或在掃描周期即將結(jié)束之前設(shè)定亮度減小周期中的至少一個(gè)。從而，如上所述，在實(shí)現(xiàn)了時(shí)間灰度的情況下，時(shí)間分辨率的最小值可以被設(shè)置得很大，并且無需提高時(shí)鐘的速度。
圖8示出了在上面描述的技術(shù)概念及其驅(qū)動(dòng)裝置的第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上研制出的無源驅(qū)動(dòng)型顯示板。將參考在一個(gè)掃描周期中的掃描開始時(shí)設(shè)置亮度增加周期的范例，對(duì)基于圖8所示的實(shí)施例的工作方式進(jìn)行說明。在用于無源驅(qū)動(dòng)型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的有機(jī)EL元件的驅(qū)動(dòng)方法中有兩種方法，它們是陰極線掃描/陽極線驅(qū)動(dòng)和陽極線掃描/陰極線驅(qū)動(dòng)，并且圖8所示的范例示出了前者——陰極線掃描/陽極線驅(qū)動(dòng)的特征。
換句話說，陽極線A1到An作為n條數(shù)據(jù)線被布置在垂直方向，陰極線K1到Km作為掃面線被布置在水平方向，并且有機(jī)EL元件E11到Enm作為發(fā)光元件被分別布置在線互相交叉的部分(全部nXm部分)來構(gòu)成顯示板1。
構(gòu)成象素的每個(gè)EL元件E11到Enm的各自的一端(EL元件的等效二極管的陽極端子)和另一端(EL元件的等效二極管的陰極端子)被連接到陽極線和陰極線，分別相應(yīng)于各自在沿垂直方向延伸的陽極線A1到An和沿水平方向延伸的陰極線K1到Km之間的交叉位置。進(jìn)一步，陽極線A1到An被分別連接到陽極線驅(qū)動(dòng)電路2，并且陰極線K1到Km被分別連接到陰極線掃描電路3，因此，被分別驅(qū)動(dòng)。
陽極線驅(qū)動(dòng)電路2具有各自的恒流源cc1和驅(qū)動(dòng)開關(guān)Sa1到San，通過各自的陽極線A1到An給各自的EL元件施加驅(qū)動(dòng)電流。驅(qū)動(dòng)開關(guān)Sa1到San被連接到各自的恒流源cc1側(cè)，并且被如此控制，以便來自恒流源cc1的電流被施加到相應(yīng)于陰極線的布置的各自的EL元件E11到Enm。驅(qū)動(dòng)開關(guān)Sa1到San被這樣構(gòu)造，以便陽極線被選擇性地連接到電壓源Va或參考電位(地電位)，如后面描述的。
陰極線掃描電路3具有分別相應(yīng)于陰極線K1到Km的掃描開關(guān)SK1至SKm，并且如此操作，以致于允許電壓源Vk或地電位中的一個(gè)作為掃描參考電位被連接到相應(yīng)的陰極線。從而，在預(yù)定的周期，將陰極線設(shè)置在掃描參考電位(地電位)的同時(shí)，通過將恒流源cc1連接到所需的陽極線A1到An，EL元件被分別地選擇性地發(fā)光。
陽極線驅(qū)動(dòng)電路2和陰極線掃描電路3從發(fā)光控制電路4接收命令，并且被如此操作，以便于響應(yīng)施加到發(fā)光控制電路的所述圖像數(shù)據(jù)顯示相應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)的圖像。在這種情況下，陰極線掃描電路3通過來自發(fā)光控制電路的命令順序地選擇一條相應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)的水平掃描周期的陰極線，來將它設(shè)置為地電位作為掃描參考電位，并且順序地切換掃描開關(guān)SK1至SKm，以便給其他的陰極線施加電壓源Vk的電壓。圖8所示的狀態(tài)示出了第二陰極線K2被掃描，并且電壓源Vk的電壓被施加到其它的陰極線的狀態(tài)。
來自發(fā)光控制電路4的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)施加給陽極線驅(qū)動(dòng)電路2，該驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)用于控制任何一個(gè)EL元件在哪一時(shí)刻連接到陰極線，以及基于圖像數(shù)據(jù)所顯示的象素信息控制發(fā)光執(zhí)行多長時(shí)間。陽極線驅(qū)動(dòng)電路2響應(yīng)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)將一些驅(qū)動(dòng)開關(guān)Sa1到San瞬間連接到電壓源Va，并將它們連接到恒流源cc1側(cè)來控制它們，以便于通過陽極線A1到An將驅(qū)動(dòng)電流施加到相應(yīng)于象素?cái)?shù)據(jù)的EL元件。
圖9A是闡明通過圖8所示的第一實(shí)施例工作的顯示板的發(fā)光控制的時(shí)序圖。在這個(gè)圖9A中，水平軸示出了在一條陰極線的掃描周期中的一條線。圖中的附圖標(biāo)記1示出了施加到EL元件上的電壓，以及附圖標(biāo)記2示出了EL元件的發(fā)光響應(yīng)特性，即，發(fā)光亮度。進(jìn)一步，附圖標(biāo)記3示出了2所示的EL元件的發(fā)光響應(yīng)特性的時(shí)間積分值，以及附圖標(biāo)記4示出了理想的γ曲線。
在圖8所示的實(shí)施例中，如圖9A所示，施加到陽極線驅(qū)動(dòng)電路2的電壓源Va的電壓值被設(shè)置得低于EL元件在發(fā)光狀態(tài)下(恒定亮度周期)的正向電壓Vf，或者低于上面提及的發(fā)光閾值電壓Vth。用于陰極線掃描電路3的電壓源Vk的電壓值被設(shè)置得高于正向電壓Vf。
在圖8所示的實(shí)施例中，發(fā)光控制中采用了前面提及的陰極重置方法中的一種手段。在此，這種陰極重置方法的一種手段被稱之為電壓設(shè)置手段。如圖9A所示，在單線掃描周期開始時(shí)，電壓源Va的電壓通過陽極線被施加到EL元件的陰極，該EL元件將成為掃描發(fā)光物體。這就是說，陽極線驅(qū)動(dòng)電路2中的驅(qū)動(dòng)開關(guān)Sa1到San被連接到電壓源Va側(cè)。
來自電壓源Vk的電壓被施加到EL元件的陰極。這就是說，陰極線掃描電路3中的掃描開關(guān)SK1至SKm被連接到電壓源Vk側(cè)。因此，在這種狀態(tài)下，“Va-Vk”的電壓被施加到EL元件，如圖9A中的1所示。
此后，相應(yīng)于將要發(fā)光的EL元件的陽極線的驅(qū)動(dòng)開關(guān)Sa1到San被連接到恒流源cc1側(cè)，并且掃描物體的陰極線被連接到地電位。因此，連接到陽極線的非掃描線電容(通常，滿足要求地大于被選擇進(jìn)行掃描的線的電容元件)的電荷聚集(沖擊電流)在被選擇進(jìn)行掃描的線中。因此，陽極電位通過接收和發(fā)送電荷而近似成為Va的電位。就是說，在掃描周期的第一設(shè)置周期，如此執(zhí)行設(shè)置，使得EL元件兩端之間的電壓近似為Va。
從而，來自恒流源cc1的電流被施加到即將成為發(fā)光物體的EL元件，將陽極側(cè)電壓Va作為起始點(diǎn)來進(jìn)入PWM周期。在這個(gè)PWM周期，因?yàn)镋L元件被恒定電流驅(qū)動(dòng)，因此，由1所示的陽極電位逐漸增加并達(dá)到正向電壓Vf。然后，在仍然保持為正向電壓Vf的同時(shí)，EL元件被恒定電流驅(qū)動(dòng)并移位。從而，能夠獲得如圖2所示的EL元件的發(fā)光響應(yīng)平緩地增加的亮度增加周期。
正如已經(jīng)描述的，在PWM灰度方法中，PWM時(shí)間和亮度之間的關(guān)系能夠通過圖2示出的發(fā)光響應(yīng)的時(shí)間積分而獲得，如圖3所示。因此，每個(gè)灰度的PWM周期可以分別通過對(duì)圖3示出的發(fā)光響應(yīng)進(jìn)行時(shí)間積分來設(shè)置。因此，通過選擇各個(gè)灰度的PWM周期，換句話說，通過響應(yīng)于灰度顯示，將圖8所示的驅(qū)動(dòng)開關(guān)Sa1到San設(shè)定到地電位側(cè)，能夠控制EL元件的發(fā)光時(shí)間，并且能夠通過PWM灰度方法實(shí)現(xiàn)灰度顯示。
圖9A所示的各個(gè)灰度的PWM周期分別基于圖2所示的發(fā)光響應(yīng)特性被設(shè)置，并且在探尋更理想的γ曲線的情況下，希望通過對(duì)圖4所示的理想γ曲線的亮度值進(jìn)行反向計(jì)算，將PWM時(shí)間在時(shí)間軸上為每個(gè)灰度進(jìn)行調(diào)整。從而，能夠獲得相應(yīng)于理想γ曲線的灰度。
同時(shí)，圖9B闡明了灰度的各自的PWM周期，該灰度是在具有圖3所示的發(fā)光特性的傳統(tǒng)范例中執(zhí)行的，圖3中已經(jīng)描述過。在圖9B中通過1至4示出的特性分別與圖9A中描述的那些特性相似。換句話說，在傳統(tǒng)的方法中，陽極側(cè)電壓Va和正向電壓Vf之間的關(guān)系被設(shè)置成Va≥Vf，并且因此，EL元件的發(fā)光為矩形或尖峰狀。
因此，在灰度的PWM周期分別基于圖9B中2所示的發(fā)光響應(yīng)被設(shè)置的情況下，其中發(fā)光的上升為尖峰狀，在較低的灰度側(cè)需要極小的PWM分辨率。從而，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)分辨率，工作時(shí)鐘必須被顯著地提高，這是一個(gè)問題。
緊接著，圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置的第二實(shí)施例。在圖10中，與已經(jīng)描述過的圖8中所示的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)部分對(duì)應(yīng)的部分分別用相同的附圖標(biāo)記示出，并且，從而省去了詳細(xì)的說明?；趫D10所示的實(shí)施例的工作將根據(jù)在一個(gè)掃描周期的掃描起始時(shí)間設(shè)置亮度增加周期的范例進(jìn)行描述。
在圖10所示的這個(gè)實(shí)施例中，在陽極線驅(qū)動(dòng)電路2中提供各自的第一恒流源cc1和第二恒流源cc2，該第一恒流源cc1用于EL元件的發(fā)光，該第二恒流源cc1用于實(shí)現(xiàn)恒定亮度狀態(tài)的發(fā)光。進(jìn)一步，施加給陽極線驅(qū)動(dòng)電路2的電壓源Va的電壓值被設(shè)置得低于上面提及的發(fā)光閾值電壓Vth。用于陰極線掃描電路3的電壓源Vk的電壓值被設(shè)置得高于正向電壓Vf。
圖11用于闡明對(duì)執(zhí)行圖10所示的第二實(shí)施例的顯示板的發(fā)光控制。換句話說，圖11A用于闡明首先在每個(gè)單線掃描周期中執(zhí)行的EL元件發(fā)光上升的情況，以及圖11B是闡明顯示板發(fā)光控制的時(shí)序圖。在圖11B中，與圖9中所示的實(shí)施例相似，其水平軸示出了在一條陰極線中的掃描周期的一條線。圖11A所示的時(shí)序圖闡明了在圖11B中的單線掃描周期開始時(shí)，對(duì)元件的充電操作，即，虛線圍起的部分。
在圖11B中，與圖9所示的實(shí)施例相似，附圖標(biāo)記1示出了施加到EL元件的電壓，以及2示出了EL元件的發(fā)光響應(yīng)特性，即，發(fā)光亮度。進(jìn)一步，3示出了2所示的EL元件的發(fā)光響應(yīng)特性的時(shí)間積分值，以及4示出了理想的γ曲線。
在這個(gè)用于單線掃描時(shí)間的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)開關(guān)Sa1至San已經(jīng)在所述線之前的線的掃描結(jié)束時(shí)被連接到電壓源Va。掃描陰極線被連接到地電位，并且非掃描的陰極線被連接到電壓源Vk。從而，在一條線掃描開始時(shí)，如圖11A、11B所示，施加給將被掃描的各個(gè)EL元件的電壓被允許為Va。換句話說，在設(shè)置期間，即在掃描周期開始時(shí)，EL元件兩端的電壓被設(shè)置成近似為Va，并且此處，它們起電壓設(shè)定裝置的作用，用于將EL元件兩端的電壓設(shè)定成恒定電壓值。
然后，驅(qū)動(dòng)開關(guān)Sa1至San被連接到第一恒流源cc1側(cè)，該第一恒流源cc1用于發(fā)光。
在此，圖11A示出了此時(shí)關(guān)于一條陽極線的等效電路，表示恒流源cc1的一個(gè)要成為掃描物體的EL元件和多個(gè)為非掃描物體的EL元件被并行地連接的結(jié)構(gòu)，以及總共n個(gè)寄生電容C被連接。通過恒流源cc1對(duì)各個(gè)EL元件的寄生電容進(jìn)行充電操作。此時(shí)，相應(yīng)于Va的電荷已經(jīng)被充電在如上所述的EL元件的各自的寄生電容C中。施加給EL元件的電壓從Va開始增加，具有電流特性cc1＝nc(dV/dt)，并且在連接恒流源cc1的t1時(shí)間內(nèi)，施加給EL元件的電壓增加到Va′。
在這種情況下，能夠從EL元件的電容值大致估算出的中等水平的電流在相對(duì)較長的一段時(shí)間內(nèi)流動(dòng)。期望得到使得陽極電壓在t1時(shí)間結(jié)束時(shí)近似為Vf的電流。從而，能夠得到發(fā)光響應(yīng)平緩地增加的亮度增加周期，如2所示。驅(qū)動(dòng)開關(guān)Sa1至San在t1時(shí)間結(jié)束之后被連接到第二恒流源cc2側(cè)，并且，從而EL元件以恒定亮度狀態(tài)發(fā)光。
圖11B中的附圖標(biāo)記3為2所示的發(fā)光響應(yīng)的時(shí)間積分，并且從而，可以設(shè)定各個(gè)灰度的PWM周期。圖10所示的驅(qū)動(dòng)開關(guān)Sa1至San響應(yīng)于灰度顯示被設(shè)置到Va側(cè)，以便可以控制EL元件的發(fā)光時(shí)間，并且可以通過PWM灰度方法實(shí)現(xiàn)灰度顯示。如基于圖9所描述的，在期望獲得理想的γ曲線的情況下，通過對(duì)4所示的理想γ曲線的亮度值進(jìn)行反向計(jì)算，可以將PWM時(shí)間在時(shí)間軸上為每個(gè)灰度進(jìn)行調(diào)整，和從而能夠獲得相應(yīng)于理想γ曲線的灰度。
在圖10所示的實(shí)施例中，雖然EL元件的端點(diǎn)電壓在一個(gè)掃描周期開始時(shí)利用恒流源cc1被提高，但是，可以采用恒壓源來替代恒流源cc1，電壓通過該恒壓源在亮度增加周期逐步增加。甚至在使用這種恒壓源的結(jié)構(gòu)中，能夠在一個(gè)掃描周期開始時(shí)形成亮度增加周期，并且可以獲得類似的交互作用和效果。
在這種情況下，期望施加給發(fā)光元件的電壓在亮度增加周期結(jié)束時(shí)被設(shè)定的電壓值近似等于發(fā)光元件在恒定亮度狀態(tài)的正向電壓Vf。通過像這樣的設(shè)定，能夠防止施加到EL元件的電壓急劇地變化，并且因此PWM分辨率無需很小。
雖然在上面描述的實(shí)施例中沒有特別地闡明，但是當(dāng)采用彩色顯示板作為顯示板時(shí)，期望如此構(gòu)造圖8所示的第一實(shí)施例，使得通過電壓源Va、PWM時(shí)間、和恒流源cc1的電流值中的至少一個(gè)，能夠完成取決于各自的色彩而不同的驅(qū)動(dòng)操作。
在采用彩色顯示板作為顯示板的情況下，期望如此構(gòu)造圖10所示的第二實(shí)施例，使得通過電壓源Va的電壓值、恒流源cc1和cc2的各自的電流值、時(shí)間t1、和PWM時(shí)間中的至少一個(gè)，能夠完成取決于各自的色彩而不同的驅(qū)動(dòng)操作。
進(jìn)一步，期望構(gòu)成采用使電壓逐步增加的恒壓源替代圖10所示的恒流源cc1的結(jié)構(gòu)，以便通過至少一個(gè)電壓掃探寬度(sweepwidth)(時(shí)間長度、電流值、電壓值)和類似的值，能夠完成取決于各自的色彩而不同的驅(qū)動(dòng)操作。通過這樣構(gòu)造，使得能夠?qū)崿F(xiàn)如上所述的取決于各自的色彩而不同的驅(qū)動(dòng)操作，能夠調(diào)整有機(jī)EL元件(發(fā)射各自色彩的光)從低灰度到高灰度的亮度和白色平衡，由此，能夠獲得卓越的γ特性。
在上面描述的任何一個(gè)實(shí)施例中，雖然實(shí)現(xiàn)了具有亮度增加周期(EL元件的發(fā)光亮度在掃描周期的掃描開始時(shí)逐步增加)的驅(qū)動(dòng)方法，但是還通過具有亮度減小周期(EL元件的發(fā)光亮度在掃描周期結(jié)束前逐步地減小)，能夠?qū)崿F(xiàn)卓越的灰度顯示而不再分亮度分辨率，如上所述。
這種亮度減小周期能夠通過設(shè)置被實(shí)現(xiàn)，即在恒定亮度狀態(tài)施加到發(fā)光元件的電流值與在亮度減小周期施加到發(fā)光元件的電流值不同。進(jìn)一步，可以采用恒壓電源，通過恒壓電源使電壓在亮度減小周期逐步減小。
如上所述，在采用電壓逐步減小的恒壓電源的情況下，期望在亮度減小周期開始時(shí)，施加到發(fā)光元件的電壓被設(shè)置在這樣的電壓值，即該電壓值近似等于發(fā)光元件在恒定亮度狀態(tài)的正向電壓Vf。通過這樣的設(shè)置，可以避免施加到EL元件的電壓急劇地變化，由此，無需較小的PWM分辨率。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，在該發(fā)光顯示板中，發(fā)光元件被分別連接在多條數(shù)據(jù)線和多條掃描線之間的交叉點(diǎn)，如此連接以便連接到各自的掃描線的發(fā)光元件通過順序地掃描掃描線而選擇性地順序發(fā)光，其中，提供亮度增加周期或亮度減小周期中的至少一個(gè)，在亮度增加周期中，發(fā)光元件的發(fā)光亮度逐漸增加，以允許發(fā)光亮度從一個(gè)掃描周期的掃描開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到恒定的亮度狀態(tài)；在亮度減小周期中，發(fā)光元件的發(fā)光亮度在掃描周期即將完成之前的預(yù)定時(shí)間內(nèi)從恒定的亮度狀態(tài)逐漸減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，其中，在亮度增加周期或亮度減小周期施加給發(fā)光元件的電流值和在恒定亮度狀態(tài)施加給發(fā)光元件的電流值被如此設(shè)置，使得兩個(gè)電流值互相不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，在發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法中，提供發(fā)光元件的發(fā)光亮度逐漸增加的亮度增加周期，允許發(fā)光亮度在一個(gè)掃描周期的掃描開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到恒定亮度狀態(tài)，其中，提供設(shè)定周期，在該設(shè)定周期內(nèi)，在掃描周期中將被驅(qū)動(dòng)發(fā)光的發(fā)光元件兩端的電壓在相應(yīng)于單掃描線的所述掃描周期開始時(shí)被設(shè)定為預(yù)定的電壓值，以便用于保持恒定亮度狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電流在亮度增加周期內(nèi)被供給發(fā)光元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，在發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法中提供亮度增加周期，在該亮度增加周期中，發(fā)光元件的發(fā)光亮度逐漸增加，以允許發(fā)光亮度從一個(gè)掃描周期的掃描開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到恒定的亮度狀態(tài)；其中，提供設(shè)定周期，在設(shè)定周期內(nèi)，在掃描周期中將要被驅(qū)動(dòng)發(fā)光的發(fā)光元件兩端的電壓在相應(yīng)于單掃描線的掃描周期之前被設(shè)定在預(yù)定的電壓值，以便于不同于驅(qū)動(dòng)電流的電流在亮度增加周期被供給到發(fā)光元件，驅(qū)動(dòng)電流用于保持恒定亮度狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，其中在設(shè)定周期施加到發(fā)光元件兩端的電壓值被設(shè)定在這樣一個(gè)電壓值，該電壓值未達(dá)到發(fā)光元件在恒定亮度狀態(tài)的正向電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，其中，發(fā)光元件被其輸出電壓在亮度增加周期或亮度減小周期逐漸變化的電壓源所驅(qū)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，其中，在亮度增加周期結(jié)束時(shí)或亮度減小周期起始時(shí)，施加到發(fā)光元件的電壓被設(shè)定在這樣一個(gè)電壓值，該電壓值近似等于發(fā)光元件在恒定亮度狀態(tài)的正向電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，其中，在發(fā)光顯示板中采用發(fā)射出不同的發(fā)光色彩的發(fā)光元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，其中，在發(fā)光顯示板中采用發(fā)射出不同的發(fā)光色彩的發(fā)光元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，其中，通過時(shí)間灰度實(shí)現(xiàn)灰度顯示，在該時(shí)間灰度中，包括亮度增加周期或亮度減小周期中的至少一個(gè)的發(fā)光元件的發(fā)光時(shí)間被控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，其中，通過時(shí)間灰度實(shí)現(xiàn)灰度顯示，在該時(shí)間灰度中，包括亮度增加周期或亮度減小周期中的至少一個(gè)的發(fā)光元件的發(fā)光時(shí)間被控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求6或7的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，其中，通過時(shí)間灰度實(shí)現(xiàn)灰度顯示，在該時(shí)間灰度中，包括亮度增加周期或亮度減小周期中的至少一個(gè)的發(fā)光元件的發(fā)光時(shí)間被控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，其中，通過時(shí)間灰度實(shí)現(xiàn)灰度顯示，在該時(shí)間灰度中，包括亮度增加周期或亮度減小周期中的至少一個(gè)的發(fā)光元件的發(fā)光時(shí)間被控制。
14.無源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)裝置，在該無源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，發(fā)光元件分別在多個(gè)數(shù)據(jù)線和多個(gè)掃描線之間的交叉點(diǎn)如此連接，使得連接到各自的掃描線的發(fā)光元件通過順序地掃描掃描線被選擇性地順序發(fā)光，其中，提供亮度增加周期或亮度減小周期中的至少一個(gè)，在亮度增加周期中，發(fā)光元件的發(fā)光亮度逐漸增加，以允許發(fā)光亮度從一個(gè)掃描周期的掃描開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到恒定的亮度狀態(tài)；在亮度減小周期中，發(fā)光元件的發(fā)光亮度在掃描周期即將完成之前的預(yù)定時(shí)間內(nèi)從恒定的亮度狀態(tài)逐漸減小。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，提供第一恒流源和第二恒流源，第一恒流源在亮度增加周期或亮度減小周期施加第一電流值至發(fā)光元件，第二恒流源在恒定亮度狀態(tài)施加第二電流值至發(fā)光元件，并且從第一恒流源和第二恒流源施加的電流值被分別設(shè)置在不同的數(shù)值。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)裝置，在用于發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)裝置中，提供亮度增加周期，在該亮度增加周期中，發(fā)光元件的發(fā)光亮度逐漸增加，以允許發(fā)光亮度從一個(gè)掃描周期的掃描開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到恒定的亮度狀態(tài)，其中，提供用于設(shè)定發(fā)光元件兩端電壓的電壓設(shè)定裝置，該發(fā)光元件將在掃描周期內(nèi)在預(yù)定的電壓值、在相應(yīng)于一條掃描線的所述掃描周期開始時(shí)被驅(qū)動(dòng)發(fā)光，以便來自恒流源的電流通過電壓設(shè)定裝置，在發(fā)光元件內(nèi)設(shè)定恒定的雙端電壓的狀態(tài)下，被施加到發(fā)光元件，該恒流源保持恒定亮度狀態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)裝置，在用于發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)裝置中，提供亮度增加周期，在該亮度增加周期中，發(fā)光元件的發(fā)光亮度逐漸增加，以允許發(fā)光亮度從一個(gè)掃描周期的掃描開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到恒定的亮度狀態(tài)，其中，提供用于設(shè)定發(fā)光元件兩端電壓的電壓設(shè)定裝置，該發(fā)光元件將在掃描周期內(nèi)、在預(yù)定的電壓值、在相應(yīng)于一條掃描線的緊先于所述掃描周期之前被驅(qū)動(dòng)發(fā)光，以便來自第一恒流源的電流在恒定的雙端電壓在發(fā)光元件內(nèi)被電壓設(shè)定裝置設(shè)置的狀態(tài)被施加，第一恒流源將發(fā)光元件的發(fā)光亮度逐漸增加，并且因此，來自第二恒流源的電流在發(fā)光元件的發(fā)光亮度被增加到預(yù)定值的狀態(tài)被施加到發(fā)光元件，第二恒流源用于保持恒定亮度狀態(tài)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，由電壓設(shè)定裝置設(shè)定的發(fā)光元件的雙端電壓被設(shè)置在這樣一個(gè)電壓值，該電壓值未達(dá)到發(fā)光元件在恒定亮度狀態(tài)的正向電壓。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)裝置，其中來自電壓源的電壓在亮度增加周期或亮度減小周期被施加到發(fā)光元件，該電壓源的輸出電壓逐漸變化。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，其中，來自電壓源的電壓在亮度增加周期結(jié)束時(shí)或亮度減小周期開始時(shí)被施加到發(fā)光元件，該電壓被設(shè)定的電壓值近似等于發(fā)光元件在恒定亮度狀態(tài)的正向電壓。
全文摘要
在實(shí)現(xiàn)時(shí)間灰度的情況下，提供了用于無源驅(qū)動(dòng)型發(fā)光顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，通過該顯示板可以實(shí)現(xiàn)卓越的灰度顯示而無需再分亮度分辨率。提供亮度增加周期或亮度減小周期，在亮度增加周期中，發(fā)光元件的發(fā)光亮度逐漸增加，以允許發(fā)光亮度從一個(gè)掃描周期的掃描開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到恒定的亮度狀態(tài)；在亮度減小周期中，發(fā)光元件的發(fā)光亮度在掃描周期即將完成之前的預(yù)定時(shí)間內(nèi)從恒定的亮度狀態(tài)逐漸減小。因?yàn)榱炼瓤梢酝ㄟ^對(duì)發(fā)光響應(yīng)進(jìn)行時(shí)間積分計(jì)算而得到，所以在提供了亮度增加周期和/或亮度減小周期的情況下，在一個(gè)掃描周期中的時(shí)間分辨率最小值可以被設(shè)置得較大，并且無需提高時(shí)鐘的速度。
文檔編號(hào)H01L51/50GK1534575SQ200410033230
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
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