專利名稱：圖像顯示裝置及其驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像顯示裝置及其驅(qū)動電路，尤其涉及在內(nèi)置了像素電路的有源矩陣式顯示器中，在基板上內(nèi)置驅(qū)動電路而縮小了非顯示區(qū)域的面積的顯示器及其驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
作為在像素中使用了發(fā)光元件的圖像顯示裝置，公開過使用了電致發(fā)光(以下簡稱為EL)元件的EL顯示器。在有源矩陣式EL顯示器中，對傳輸信號和電流的布線呈矩陣狀進行布線，在像素中除EL元件之外內(nèi)置由作為有源元件的薄膜晶體管(以下簡稱為TFT)形成的像素電路。
像素電路對EL元件發(fā)光亮度的控制，是通過像素電路控制提供至EL元件的電流來進行的。作為由像素電路控制電流的方法，公開于日本特開2003-122301號公報。另外，作為發(fā)光亮度與電流量成正比地變化的EL元件，眾所周知有機EL二極管。
圖17(a)表示使用EL元件的現(xiàn)有像素電路PX的電路結(jié)構(gòu)，圖17(b)表示等效的簡化表示的像素電路PX。由用于傳輸圖像信號電壓VD的數(shù)據(jù)線D、用于傳輸掃描脈沖的柵極線G、用于傳輸三角波電壓波形VS的三角波信號線S、具有開關(guān)功能的TFT_Q1～TFT_Q3、控制電流的p溝道TFT_Q4、以及電容C構(gòu)成。在圖17中，記載了EL元件51和接地電極52，實際上是通過覆蓋像素電路PX蒸鍍未圖示的發(fā)光有機膜和公共電極來制作的。流經(jīng)EL元件的電流IOLED，由電源線53提供，通過TFT_Q4和EL元件51流到接地電極52。EL元件51的發(fā)光強度與在垂直掃描期間流過的電流IOLED的時間的積分量成正比。
圖18表示柵極線G的邏輯狀態(tài)和TFT_Q1～TFT_Q3的導通/截止動作的關(guān)系。柵極線G為高(H)電平時，TFT_Q1和TFT_Q2導通，TFT_Q3截止。此時，像素電路PX進行將數(shù)據(jù)線D的圖像信號電壓VD讀入至電容的動作。柵極線G為低(L)電平時，TFT_Q1和TFT_Q2截止，TFT_Q3導通。此時，像素電路13對讀入至電容的電壓和三角波電壓波形VS進行比較，根據(jù)其大小關(guān)系，控制電流IOLED流過/不流過。
以下，敘述像素電路根據(jù)圖像信號電壓VD控制EL元件51的亮度的動作原理。
圖19表示圖17所示的像素電路PX的各部分的動作波形的例子。在每一垂直掃描期間TV對柵極線G提供脈沖。脈沖輸入到柵極線G時(G＝H電平時)，數(shù)據(jù)線D的電壓VD被讀入至電容C，電容C的左側(cè)的節(jié)點電壓VC成為與此時的數(shù)據(jù)線D的電壓VD相同的電壓。同時Q1導通，因此，電容C的右側(cè)的電壓VX成為電壓VRES，該電壓VRES作為TFT_Q4流過/不流過IOLED電流的條件的閾值。脈沖未輸入到柵極線G時(G＝L電平時)，對電容C施加三角波信號源S的電壓波形VS，電容C左側(cè)的節(jié)點電壓VC呈現(xiàn)與VS相同的三角波電壓波形。在三角波電壓比柵極線G為H電平時的數(shù)據(jù)線D的電壓VD高的時候，TFT_Q4截止，電流IOLED不流過。相反，在三角波電壓比柵極線G為H電平時的數(shù)據(jù)線D的電壓VD低的時候，TFT_Q4導通，電流IOLED流過。
在圖19中，作為例子，在時刻t1，數(shù)據(jù)線的圖像信號電壓VD為相對低的電壓VDL。與柵極線G的脈沖同步地讀入電壓VDL至電容C。在從時刻t1到時刻t2的期間，在電容C的左側(cè)的節(jié)點提供三角波電壓波形VS，但根據(jù)電容C在電極間保持的電壓，電容的右側(cè)的節(jié)點電壓VX，發(fā)生使VC的電壓波形移位成相對高的電壓的波形。因此，在垂直掃描期間TV的期間流過的電流IOLED的積分量相對變小，EL元件21看起來相對地暗。
在圖19中，作為一個例子，在時刻t2，數(shù)據(jù)線的圖像信號電壓為相對高的電壓VDH。與柵極線G的脈沖同步地讀入電壓VDH至電容C。在從時刻t2到時刻t3的期間，在電容的左側(cè)的節(jié)點提供三角波電壓波形VS，但根據(jù)電容C在電極間保持的電壓，電容的右側(cè)的節(jié)點電壓VX，發(fā)生使VC的電壓波形移位為相對低的電壓的波形。因此，在垂直掃描期間TV的期間流過的電流IOLED的積分量相對地大，EL元件21看起來相對地亮。關(guān)于像素電極的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動原理，在日本特開2003-005709號公報(參照專利文獻2)中有更詳細的說明。
如以上所述，能通過在基板上矩陣狀地排列像素電路來制作圖像顯示裝置，上述像素電路能夠根據(jù)像素信號電壓VD控制EL元件的亮度。
圖20表示使用像素電路PX制作的現(xiàn)有圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)。在透明的玻璃基板60的表面，在顯示圖像的區(qū)域62矩陣狀地配置多個像素電路PX。在顯示區(qū)域62的外圍，配置有數(shù)據(jù)驅(qū)動器LSI64、掃描電路65和信號發(fā)生電路(S_GENE)66～69。掃描電路65的輸出通過柵極線G1～G4連接在像素電路PX上，數(shù)據(jù)驅(qū)動器LSI64的輸出通過數(shù)據(jù)線75連接在像素電路PX上。信號發(fā)生電路66～69的輸出通過三角波信號線S1～S4連接在像素電路PX上，分別與柵極線G1～G4的脈沖同步地發(fā)生彼此相位不同的V字型三角波電壓波形VS1～VS4。
在圖20中，為了容易理解說明，像素電路PX在X方向僅示出1個電路，在Y方向僅示出4個電路，但在一般的圖像顯示裝置中，像素電路的排列數(shù)在X方向、Y方向都為幾百以上。對于像素電路PX使用圖17所示的像素電路。掃描電路65使用由多個鎖存器構(gòu)成的移位寄存器電路。掃描電路65的鎖存器和信號發(fā)生電路66～69的個數(shù)僅記載為4個，但實際上與像素電路的Y方向的個數(shù)相同。
圖21表示數(shù)據(jù)驅(qū)動器LSI64、掃描電路65、波形發(fā)生電路66～69發(fā)生的電壓波形。數(shù)據(jù)驅(qū)動器64在數(shù)據(jù)線75依次輸出圖像信號電壓VD1～VD4，掃描電路65在柵極線G1～G4輸出與信號電壓VD1～VD4同步的脈沖信號Sync。通過設(shè)置與掃描電路65發(fā)生的脈沖信號同步地提供三角波的信號發(fā)生電路(S_GENE)66～69，信號發(fā)生電路66～69分別發(fā)生彼此相位不同的三角波電壓波形VS1～VS4，對于全部像素電路PX，在垂直掃描期間TV，能夠使脈沖信號和三角波電壓波形同步。
全部像素電路能夠進行圖19所示的動作。作為實現(xiàn)信號發(fā)生電路66～69的方法之一，有使用如日本特表2004-510208號公報的圖7和圖10所公開的積分電路的方法。
專利文獻1日本特開2003-122301號公報。
專利文獻2日本特開2003-005709號公報。
專利文獻3日本特表2004-510208號公報。

發(fā)明內(nèi)容
如圖21所示，信號發(fā)生電路66～69，是為與柵極線G1～G4的脈沖同步地分別發(fā)生彼此相位不同的V字型三角波電壓波形VS～VS4所必需的。但是，用TFT很難形成如日本特表2004-510208的圖10所公開的積分電路。TFT具有例如閾值電壓Vth、遷移率μ等其獨具的電特性，但其偏差與使用單晶硅制造的LSI相比極大。
因此，在由TFT形成了積分電路的結(jié)構(gòu)上必需的模擬放大器時，模擬放大器的特性出現(xiàn)較大的偏差，很難輸出高精度的三角波波形。另外，一般來說，制作TFT的工藝與制作單晶硅LSI的工藝相比，加工精度低1個數(shù)量級以上，所以用TFT制作的積分電路的電路結(jié)構(gòu)復雜，需要大的電路面積。由于在每根柵極線配置該積分電路，因而電路面積變得非常大，圖像顯示裝置的邊框(非顯示部分)變大。
另外，有這樣的方法，即、使用由單晶硅制作的LSI制作信號發(fā)生電路66～69，并在玻璃基板上安裝該LSI。在這種情況下，能夠發(fā)生高精度的三角波波形，但除數(shù)據(jù)驅(qū)動器LSI之外，不得不再準備一個三角波波形發(fā)生用的LSI，因此圖像顯示裝置的成本增加出三角波波形發(fā)生用的LSI的制造費用和安裝費用。
所以，本發(fā)明的目的是提供一種波形發(fā)生電路和應(yīng)用了該電路的圖像顯示裝置，該波形發(fā)生電路能夠用薄膜晶體管以較小的面積構(gòu)成，發(fā)生彼此相位不同的多個三角波波形。
說明本說明書中公開的發(fā)明中的代表性的裝置的一個例子如下。
即，本發(fā)明的圖像顯示裝置的特征在于在基板上具有多個像素電路，由發(fā)光元件和控制提供至上述發(fā)光元件的電流量的電路元件構(gòu)成，且為矩陣狀排列；掃描電路，用于控制上述多個像素電路的動作；數(shù)據(jù)驅(qū)動器，用于對上述多個像素電路提供圖像信號電壓；多個柵極線，用于傳送上述掃描電路的信號至上述多個像素電路；多個數(shù)據(jù)線，與上述柵極線交叉，用于提供圖像信號電壓至上述多個像素電路；以及波形發(fā)生電路，在上述基板上使用了環(huán)狀電阻布線，將上述波形發(fā)生電路在上述環(huán)狀電阻布線上發(fā)生的三角波電壓波形或臺階狀電壓波形提供至上述像素電路。
另外，本發(fā)明的驅(qū)動電路是在像素電路內(nèi)具有薄膜晶體管的圖像顯示裝置的驅(qū)動電路，其特征在于在構(gòu)成上述圖像顯示裝置的基板上具有波形發(fā)生電路，該波形發(fā)生電路由環(huán)狀電阻布線、和為了將至少2種電壓提供至上述環(huán)狀電阻布線而用薄膜晶體管形成的多個電壓提供開關(guān)構(gòu)成，將上述波形發(fā)生電路的上述環(huán)狀電阻布線上發(fā)生的相位不同的多個三角波電壓波形或臺階狀電壓波形輸出至全部上述像素電路。
使用本發(fā)明，安裝在圖像顯示裝置上的波形發(fā)生電路是不使用積分電路的簡單的結(jié)構(gòu)，因此能縮小圖像顯示裝置的邊框(非顯示區(qū)域)。另外，安裝在圖像顯示裝置上的波形發(fā)生電路能夠由薄膜晶體管構(gòu)成，因此不需要安裝專用的LSI，能以更廉價的成本制作圖像顯示裝置。


圖1是表示本發(fā)明的圖像顯示裝置的第一實施例的驅(qū)動電路圖。
圖2是表示圖1的電壓提供電極的連接端子和端子S1～S4的輸出波形的圖。
圖3是表示本發(fā)明的圖像顯示裝置的第二實施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是表示內(nèi)置于本發(fā)明的圖像顯示裝置的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是表示用于驅(qū)動圖4的移位寄存器和掃描電路的輸入信號波形的圖。
圖6是表示圖4的移位寄存器和掃描電路的輸出波形和三角波信號線的電壓波形的圖。
圖7是表示本發(fā)明的圖像顯示裝置的動作波形的圖。
圖8是構(gòu)成圖4的移位寄存器和掃描電路的鎖存器的電路圖。
圖9是表示環(huán)狀電阻布線的第二結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是表示環(huán)狀電阻布線的第三結(jié)構(gòu)的圖。
圖11是表示第二結(jié)構(gòu)的環(huán)狀電阻布線和電壓提供開關(guān)的線布局例子的圖。
圖12是沿圖11的A-A’線的部分的剖視結(jié)構(gòu)圖。
圖13是表示第三結(jié)構(gòu)的環(huán)狀電阻布線和電壓提供開關(guān)的布局例子的圖。
圖14是沿圖13中的B-B’線的部分的剖視結(jié)構(gòu)圖。
圖15是表示應(yīng)用本發(fā)明的圖像顯示裝置的移動電子設(shè)備的圖。
圖16是表示應(yīng)用本發(fā)明的圖像顯示裝置的電視機的圖。
圖17是表示使用EL元件的現(xiàn)有像素電路的結(jié)構(gòu)的圖。
圖18是表示圖17所示的柵極線的邏輯狀態(tài)和TFT的導通/截止動作的關(guān)系的圖。
圖19是表示圖17的像素電路的各部分的動作波形的一個例子的圖。
圖20是表示現(xiàn)有圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖21是表示圖20的數(shù)據(jù)驅(qū)動器LSI、掃描電路、波形發(fā)生電路的電壓波形的圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細地說明本發(fā)明的適當?shù)膶嵤├?br> 實施例1圖1表示安裝在本發(fā)明的圖像顯示裝置上的驅(qū)動電路的第一實施例。本實施例的驅(qū)動電路由環(huán)狀電阻90、設(shè)置在環(huán)狀電阻上的多個端子91、提供輸出波形的最高電壓VSH的電壓提供電極92、以及提供輸出波形最低電壓VSL的電壓提供電極93構(gòu)成。多個端子91的設(shè)置數(shù)量與內(nèi)置驅(qū)動電路的圖像顯示裝置的像素排列的縱方向的數(shù)量相同。電壓提供電極92與連續(xù)排列的端子91中的幾個(圖中為3個)端子連接，電壓提供電極93連接在電壓提供電極92連接的端子的大致相對側(cè)的端子91中的1個上。
圖2表示電壓提供電極的連接端子和多個端子91中的端子S1～S4的輸出波形。橫軸t表示時間，橫軸θ表示波形的相位(deg.)。在時刻t1，電壓提供電極92連接在端子S1及其前后的端子上，電壓提供電極93連接在端子S3上。分別在端子S1發(fā)生最高電壓VSH，在端子S3發(fā)生最低電壓VSL，在端子S2發(fā)生由環(huán)狀電阻90對最高電壓VSH和最低電壓VSL進行分壓的電壓，該分壓比等于從端子S2到電壓提供電極92所連接的端子的距離和從端子S2到電壓提供電極93所連接的端子的距離的比值。在端子S4發(fā)生的電壓也是相同的。
電壓提供電極92和93，如圖1的箭頭A和B所示那樣隨著時間的變化，與端子91的連接位置以相同速度依次移位。于是，在與電壓提供電極92的連接位置逐漸接近且與電壓提供電極93的連接位置逐漸遠離的端子91，電壓與經(jīng)過的時間成正比地上升。相反，在與電壓提供電極93的連接位置逐漸接近且與電壓提供電極92的連接位置逐漸遠離的端子91，電壓與經(jīng)過的時間成正比地下降。
電壓提供電極92和93的移位是不連續(xù)的移位動作，因此，嚴格來說，在端子91的電壓變化為放大圖E所示那樣的階梯狀的變化。但是，通過使端子91的個數(shù)足夠多，能夠使階梯的分級細微，或通過在全部端子91連接電容以平滑階梯狀波形，能夠使端子91的電壓變化呈直線。
經(jīng)過時刻t1～t5，電壓提供電極92、93的連接位置繞環(huán)狀電阻90上的端子91轉(zhuǎn)一周，在端子S1發(fā)生1個周期的三角波。在端子S2～S4也發(fā)生相同形狀的三角波，但在端子S1～S4發(fā)生的三角波的時間相位彼此不同。在端子S2發(fā)生的三角波，保持著相對于在端子S1發(fā)生的三角波滯后了90度的相位。在端子S3發(fā)生的三角波，保持著相對于在端子S1發(fā)生的三角波滯后了180度的相位。在端子S4發(fā)生的三角波，保持著相對于在端子S1發(fā)生的三角波滯后了270度的相位。
即，可知在端子S1～S4發(fā)生三角波，該三角波具有與圖1的環(huán)狀電阻90上的端子S1～S4的空間位置對應(yīng)的時間相位。同樣地，在其它所有端子91也發(fā)生三角波，其三角波具有與環(huán)狀電阻90上的其端子的空間位置對應(yīng)的時間相位。
如以上所述，由環(huán)狀電阻90和2個電壓提供電極92和93能夠發(fā)生多個相位不同的三角波電壓波形。使用由薄膜晶體管構(gòu)成的開關(guān)能容易地實現(xiàn)電壓提供電極92、93和端子91的連接關(guān)系的切換。此時，薄膜晶體管僅作為開關(guān)使用，因此僅得到導通/截止的功能就可以。因此，即使使用特性有偏差的薄膜晶體管也能穩(wěn)定三角波電壓波形的精度。
關(guān)于電路規(guī)模，如圖20所示，與每根柵極線必需的信號發(fā)生電路66～69相比，能夠僅用構(gòu)成環(huán)狀電阻90和電壓提供電極92、93的薄膜晶體管開關(guān)來實現(xiàn)，所以必需的電路面積非常小。
通過提供在圖1所示的環(huán)狀電阻端子91發(fā)生的多個相位不同的三角波電壓波形給圖像顯示裝置，全部像素電路能接受與掃描電路的脈沖同步的三角波電壓波形。
實施例2圖3表示本發(fā)明的圖像顯示裝置和安裝在該裝置上的驅(qū)動電路的第二實施例。在透明玻璃基板10的表面，在顯示圖像的區(qū)域12，矩陣狀地形成多個用薄膜晶體管形成的像素電路PX。在圖3中，為了容易觀察附圖，像素電路PX的個數(shù)在X方向僅示出7個，在Y方向僅示出3個，但在一般的圖像顯示裝置中，像素電路的排列數(shù)量在縱向和橫向都為幾百以上，例如在圖像顯示裝置為彩色顯示、解析度為VGA(Video Graphics Array)的情況下，像素電路PX的X方向的個數(shù)是640×3(RGB)＝1920個，像素電路PX的Y方向的個數(shù)為480個。
在顯示區(qū)域12之上，利用蒸鍍技術(shù)蒸鍍有發(fā)光有機膜21。在發(fā)光有機膜21之上，進一步利用蒸鍍技術(shù)蒸鍍公共電極22。為了防止發(fā)光有機膜與空氣中的水分和氧反應(yīng)，在玻璃基板10上粘合透明的玻璃基板20。有時也在玻璃基板20的下側(cè)附著用于吸收水分的干燥劑。
通過像素電路PX以公共電極的電壓為基準發(fā)生電壓，在所夾的發(fā)光有機膜21上流過電流而發(fā)光。通過對每個像素電路PX控制由像素電路PX提供的電流量能夠顯示圖像。另外，通過蒸鍍發(fā)光色因像素電路PX而異的發(fā)光有機膜，能夠顯示彩色的圖像。發(fā)光有機膜21發(fā)出的光因為透過玻璃基板10，所以能夠從Z方向看見顯示圖像。另外，通過對公共電極22使用透光材料或減薄其膜厚，能夠從Z方向的相反方向看見顯示圖像。
在顯示區(qū)域的外圍部，使用薄膜晶體管在玻璃基板10上形成用于給像素電路PX提供驅(qū)動信號的波形發(fā)生電路11和掃描電路104。另外，在玻璃基板10上安裝有用于向像素電路PX提供與圖像信號對應(yīng)的電壓信號的驅(qū)動器LSI14。在玻璃基板10的1邊，安裝有FPC(flexible printed circuit)16，通過該FPC16，從安裝圖像顯示裝置的應(yīng)用設(shè)備提供圖像信號、控制信號、電源電壓。用于使發(fā)光有機膜21發(fā)光的-側(cè)電壓通過設(shè)置在玻璃基板10上的觸點23提供給公共電極22。另外，其+側(cè)電壓雖未圖示，但通過設(shè)置在玻璃基板10上的布線提供給全部像素電路PX。
圖4表示內(nèi)置于本實施例的圖像顯示裝置的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。在玻璃基板10上的顯示區(qū)域12的外圍，配置有波形發(fā)生電路11和掃描電路104。在圖4中，為了容易理解說明，像素電路PX在X方向僅示出1個電路，在Y方向僅示出4個電路，但在一般的圖像顯示裝置中，像素電路PX的排列數(shù)在縱向和橫向都為幾百以上。在圖4中，為了區(qū)別4個像素電路PX，分別標記標號PX1～PX4。
波形發(fā)生電路11，由1個環(huán)狀電阻布線100、多個電壓提供開關(guān)SX、2個移位寄存器102和103構(gòu)成。電壓提供開關(guān)SX在波形發(fā)生電路11中的配置數(shù)量與像素電路PX的Y方向的個數(shù)(圖中僅示出4個)相同。在圖4中，為區(qū)別4個電壓提供開關(guān)SX，分別標記標號SX1～SX4。全部電壓提供開關(guān)SX由用于提供輸出波形的最高電壓VSH的開關(guān)200和用于提供輸出波形的最低電壓VSL的開關(guān)201構(gòu)成。
移位寄存器102通過串聯(lián)連接鎖存器202而構(gòu)成。移位寄存器103也同樣地通過串聯(lián)連接鎖存器203而構(gòu)成。移位寄存器102和103具有的鎖存器的級數(shù)為與像素電路PX的Y方向的個數(shù)(圖中僅示出4個)相同的數(shù)。移位寄存器102輸入來自輸入SSTa的邏輯數(shù)據(jù)，所輸入的邏輯數(shù)據(jù)與輸入到輸入SCK的時鐘信號同步地在各鎖存器202中移位。
各鎖存器202分別具有1個輸出(a1～a4)，通過提供各鎖存器所存儲的邏輯數(shù)據(jù)至各電壓提供開關(guān)SX，來控制各電壓提供開關(guān)SX中的開關(guān)200的導通/截止動作。移位寄存器103輸入來自輸入SSTb的邏輯數(shù)據(jù)，所輸入的邏輯數(shù)據(jù)與輸入到輸入SCK的時鐘信號同步地在各鎖存器203中移位。
各鎖存器203分別具有1個輸出(b1～b4)，通過提供各鎖存器所存儲的邏輯數(shù)據(jù)至各電壓提供開關(guān)SX，來控制各電壓提供開關(guān)SX中的開關(guān)201的導通/截止動作。
在環(huán)狀電阻布線100配置有多個連接節(jié)點205。連接節(jié)點205的個數(shù)為與像素電路PX的Y方向的個數(shù)(圖中僅示出11個)相同的數(shù)。所有連接節(jié)點配置在環(huán)狀電阻布線上，使得在相鄰連接節(jié)點205之間為相等的電阻值R。所有連接節(jié)點205分別連接在電壓提供開關(guān)SX的輸出和像素電路PX的波形輸入端子S上。
在圖4中，僅對連接節(jié)點205中的連接在三角波信號線S1～S4的4個節(jié)點，示出連接節(jié)點205、電壓提供開關(guān)SX1～SX4的輸出和像素電路PX1～PX4的波形輸入端子S的連接關(guān)系，關(guān)于連接節(jié)點205其余的連接節(jié)點，省略它們的連接關(guān)系的記載。
掃描電路104由串聯(lián)連接鎖存器204的移位寄存器電路構(gòu)成。掃描電路104具有的鎖存器的級數(shù)，為與像素電路13的Y方向的個數(shù)(附圖僅記載4個)相同的數(shù)。掃描電路104輸入來自輸入GST的邏輯數(shù)據(jù)，所輸入的邏輯數(shù)據(jù)與輸入到輸入GCK的時鐘信號同步地在各鎖存器204中移位。各鎖存器202分別具有1個輸出，將各鎖存器存儲的邏輯數(shù)據(jù)通過柵極線G1～G4提供至各行的像素電路PX的掃描信號輸入G，由此控制各行的像素電路PX的動作。
矩陣狀地配置的像素電路PX，在各列上通過公共數(shù)據(jù)線15相互連接數(shù)據(jù)輸入端子D，從驅(qū)動器LSI14提供具有圖像信息的圖像信號電壓VD至數(shù)據(jù)線15。在圖4中，數(shù)據(jù)線15僅示出1條，但實際的數(shù)據(jù)線的條數(shù)是與像素電路PX的X方向的個數(shù)相同的數(shù)。
像素電路PX的電路結(jié)構(gòu)與作為現(xiàn)有例子表示的圖17相同，像素電路PX的動作與作為現(xiàn)有例子表示的圖19以及圖3相同。
圖5表示用于驅(qū)動移位寄存器102、103以及掃描電路104的輸入信號波形。在掃描電路104的輸入GCK，始終輸入相當于水平掃描期間的周期的同步時鐘，在掃描電路104的輸入GST，與輸入GCK的時鐘同步地在每一垂直掃描期間TV(例如1/60秒)輸入1個脈沖。輸入到GST的脈沖包含輸入到GCK的時鐘的1個上升沿。
在移位寄存器102和103的時鐘輸入SCK始終輸入時鐘，該時鐘的頻率與掃描電路104的輸入GCK極為接近，且在垂直掃描期間TV以均等的間隔輸入與移位寄存器102和103的鎖存器級數(shù)相同的個數(shù)的脈沖。在移位寄存器103的輸入SSTb，與輸入SCK的時鐘同步地在每一垂直掃描期間TV輸入1個脈沖。輸入到SSTb的脈沖包含輸入到SCK的時鐘的1個上升沿。另外，輸入到SSTb的脈沖，以這樣的時序提供，即、相對于輸入到GST的脈沖滯后了與垂直掃描期間TV的一半的時間(TV/2)大致相同的時間。
在移位寄存器102的輸入SSTa，與輸入SCK的時鐘同步地在每一垂直掃描期間TV輸入1個脈沖。輸入到SSTa的脈沖包含輸入到SCK的時鐘的多個連續(xù)的上升沿。另外，輸入到SSTa的脈沖大范圍地包含向GST輸入脈沖的時間。
圖6表示移位寄存器102、103、掃描電路104的輸出波形以及三角波信號線S1～S4的電壓波形。由掃描電路104和移位寄存器102、103的移位動作，向輸出G1～G4輸出與輸入到GST的波形形狀相同的波形，向輸出a1～a4輸出與輸入到SSTa的波形形狀相同的波形，向輸出b1～b4輸出與輸入到SSTb的波形形狀相同的波形。
輸出G1～G4之間的波形的差異、輸出a1～a4之間的波形的差異、輸出b1～b4之間的波形的差異僅在于波形的相位。從移位寄存器102和103提供脈沖至電壓提供開關(guān)201，但由于其提供目的地隨時間移動，提供最高電壓VSH的狀態(tài)的電壓提供開關(guān)200與提供最低電壓VSL的狀態(tài)的電壓提供開關(guān)201，使環(huán)狀布線電阻100的連接節(jié)點205隨時間移動。
結(jié)果，如由本實施例理解的那樣，對三角波信號線S1～S4輸出三角波電壓波形VS1～VS4。三角波電壓波形VS1～VS4的相位與輸出a1～a4以及輸出b1～b4的相位相等，因此能夠使三角波電壓波形VS1～VS4的相位與掃描電路104的輸出G1～G4一致。因此，在所有像素電路PX1～PX4提供與掃描脈沖同步的三角波電壓波形。
圖7表示本實施例的圖像顯示裝置的動作波形。圖7分別表示數(shù)據(jù)驅(qū)動器14提供至數(shù)據(jù)線15的圖像信號電壓VD、柵極線G1～G4的狀態(tài)、在像素電路PX1～PX4中的電容C的左側(cè)的節(jié)點發(fā)生的電壓VC1～VC4、在像素電路PX1～PX4中的EL元件流過的電流IOLED1～IOLED4。在時刻t1～t4，數(shù)據(jù)驅(qū)動器LSI14與在柵極線G1～G4發(fā)生的脈沖同步地依次提供圖像信號電壓VD1～VD4至數(shù)據(jù)線15。圖像電路PX1～PX4根據(jù)柵極線G1～G4的脈沖，分別提供圖像信號電壓VD1～VD4至各圖像電路中的電容C。
在柵極線沒有脈沖的時間內(nèi)，像素電路PX1～PX4中的電容C的電壓VC1～VC4表現(xiàn)三角波電壓波形VS1～VS4的波形，在三角波電壓波形VC1～VC4比提供至各像素電路PX1～PX4的圖像信號電壓VD1～VD4低的時間，在EL元件流過電流IOLED1～IOLED4，在其它時間不流過電流IOLED1～IOLED4。
另外，作為例子，記述了在圖像信號電壓VD1～VD4是相對低的電壓VDL的情況，IOLED1～IOLED4流通的時間相對短，圖像顯示裝置能夠顯示暗的圖像。另外，作為例子，記述了在圖像信號電壓VD5～VD8是相對高的電壓VDH的情況，IOLED1～IOLED4流通的時間相對長，圖像顯示裝置能夠顯示亮的圖像。
圖8表示構(gòu)成移位寄存器電路102、103以及掃描電路104的鎖存器202～204的電路圖。各鎖存器電路使用由2個n溝道TFT和2個p溝道TFT構(gòu)成的時鐘反相器221～224、和由1個n溝道TFT和1個p溝道TFT構(gòu)成的反相器225、226構(gòu)成。在輸出Q根據(jù)需要設(shè)置有用于電流放大的反相器227、228。通過使反相器的級數(shù)為奇數(shù)能夠使輸出Q的邏輯反相。ck表示時鐘信號輸入，ckn表示時鐘信號的反相信號的輸入。ckn的信號，能夠通過利用反相器使ck反相而容易地生成。另外，VDD表示電源電壓，VSS表示接地電壓。
圖9表示環(huán)狀電阻布線的第二結(jié)構(gòu)。圖9所示的環(huán)狀電阻布線能夠代替圖4的環(huán)狀布線電阻100使用。圖9所示的環(huán)狀電阻布線，由線狀電阻布線211、和具有表面電阻值小于線狀電阻布線211的布線212構(gòu)成。通過連接線狀電阻布線211和布線212的兩端而形成環(huán)。連接節(jié)點205配置在線狀電阻布線211上，且各連接節(jié)點間的電阻值大致為恒定的電阻值R。并且，配置在線狀電阻布線211兩端的2個連接節(jié)點205間的電阻值，由于具有較低的表面電阻值的布線212，而大致為電阻值R。
該環(huán)狀電阻布線的第二結(jié)構(gòu)，能在線狀電阻布線211上配置1列連接節(jié)點，所以具有能在各像素電路的Y方向的位置整齊地將各連接節(jié)點布局的優(yōu)點。
圖10表示環(huán)狀電阻布線的第三結(jié)構(gòu)。圖10所示的環(huán)狀電阻布線能代替圖4的環(huán)狀布線電阻100使用。圖10所示的環(huán)狀電阻布線，通過使用連接在電阻元件213間的布線214連接多個電阻元件213而構(gòu)成。布線214具有比電阻元件213的電阻元件小得多的布線電阻值。連接節(jié)點205配置在2個電阻元件213之間。該環(huán)狀電阻布線的第三結(jié)構(gòu)的電阻元件的電阻比較高，所以能利用于難以僅用電阻元件將連接節(jié)點間的距離連接的情況。
圖11表示使用了環(huán)狀電阻布線的第二結(jié)構(gòu)的情況的電壓提供開關(guān)SX和環(huán)狀電阻布線的布局例子。電壓提供開關(guān)SX中的開關(guān)200和201分別由1個TFT構(gòu)成。與多晶硅膜301和302重疊地夾著柵極絕緣膜形成柵極電極布線303、304。多晶硅膜301和柵極電極布線303的重疊部、以及多晶硅膜302和柵極電極布線304的重疊部分別成為構(gòu)成開關(guān)200和201的TFT。
鋁布線305構(gòu)成提供三角波電壓波形的最高電壓VSH的布線，鋁布線306構(gòu)成提供三角波電壓波形的最低電壓VSL的布線，鋁布線307構(gòu)成電壓提供開關(guān)SX1的輸出布線。鋁布線305～307通過多個接觸孔308與多晶硅膜302連接。也就是，鋁布線305～307與TFT的源極電極和漏極電極連接。
線狀電阻布線211使用與柵極電極布線303、304相同的布線層形成。柵極電極布線的表面電阻值比較低，在為了得到電阻值R而需要長的布線長度的情況下，對線狀電阻布線211應(yīng)用折返結(jié)構(gòu)350，能夠延長布線長度。布線212使用與鋁布線305～307相同的鋁布線形成，其中，該鋁布線305～307連接TFT的源極電極和漏極電極。鋁是在金屬中電阻率較低的材料，因此容易降低布線212的表面電阻值。
圖12表示沿圖11中的A-A’線的部分的剖視結(jié)構(gòu)。在玻璃基板上形成有絕緣膜351。在絕緣膜351上形成有作為TFT的一部分的多晶硅膜302。在多晶硅膜302之上，夾著柵極絕緣膜352，使用相同的層形成有作為TFT的一部分的柵極電極布線304和線狀電阻布線211。在柵極電極布線304和線狀電阻布線211之上，夾著絕緣膜353，使用相同的鋁層形成有鋁布線306、307以及布線212。在鋁布線306、307以及布線212之上形成有絕緣膜354。在絕緣膜354上蒸鍍發(fā)光有機膜等，但由于在波形發(fā)生電路中未特別利用它們而省略圖示。接觸孔308在絕緣膜上開孔，使鋁層和多晶硅膜、鋁層和柵極電極布線接觸。通過將鋁層形成得比柵極電極布線層厚，能夠使布線212的電阻更低。
圖13表示使用了環(huán)狀電阻布線的第三結(jié)構(gòu)的情況下的電壓提供開關(guān)和環(huán)狀電阻布線的布局例子。電壓提供開關(guān)SX1的布局與圖11相同。
電阻元件213使用與構(gòu)成電壓提供開關(guān)SX中的TFT的多晶硅膜301及302相同的多晶硅膜的層形成。多晶硅膜的表面電阻較高，在為得到電阻值R用短的布線長度就足夠的情況下，電阻元件213之間用鋁布線307連接。另外，布線214使用與鋁布線305～307相同的鋁布線形成，其中，該鋁布線305～307與TFT源極電極和漏極電極連接。鋁是金屬中電阻率比較低的材料，因此容易降低布線214的表面電阻值。
圖14表示沿圖13中的B-B’線的部分的剖視結(jié)構(gòu)。在玻璃基板10上形成絕緣膜351。在絕緣膜351上用相同的多晶硅層形成作為TFT的一部分的多晶硅膜302和電阻元件213。在多晶硅膜302和電阻元件213之上，夾著柵極絕緣膜352，形成有作為TFT的一部分的柵極電極布線304。在柵極電極布線304之上，夾著絕緣膜353，使用相同的鋁層形成有鋁布線306、307以及布線214。在鋁布線306、307以及布線214之上形成有絕緣膜354。在絕緣膜354上蒸鍍有發(fā)光有機膜等，但由于在波形發(fā)生電路中未特別使用它們而省略圖示。接觸孔308在絕緣膜上開孔，使鋁層和多晶硅層、鋁層和柵極電極布線層接觸。通過將鋁層形成得比柵極電極布線層厚，能夠使布線214的電阻更低。
如以上所述，本實施例的圖像顯示裝置的驅(qū)動電路，將TFT僅作為邏輯電路和開關(guān)使用，三角波電壓波形能由環(huán)狀電阻布線100的分壓發(fā)生，因此，能夠與實施例1同樣地不使用模擬放大器電路就發(fā)生高精度的三角波電壓波形。
另外，波形發(fā)生電路11由1個環(huán)狀電阻布線、2個移位電路、電壓提供開關(guān)(其個數(shù)與像素電路的Y方向的個數(shù)相同)構(gòu)成，其中，上述移位電路由鎖存器構(gòu)成，上述電壓提供開關(guān)由2個TFT構(gòu)成，所以，上述波形發(fā)生電路11的電路結(jié)構(gòu)簡單，能縮小由電路消耗的面積。
因此，使用本實施例的驅(qū)動電路，能使用薄膜晶體管提供彼此相位不同的三角波電壓波形至像素電路，所以在圖像顯示裝置中不需要安裝三角波電壓發(fā)生用的LSI，能用更廉價的成本制造圖像顯示裝置。另外，因為能縮小需要的電路面積，所以能縮小圖像顯示裝置的邊框(非顯示區(qū)域)。
圖15表示應(yīng)用了實施例1或?qū)嵤├?的移動電子設(shè)備。在移動電子設(shè)備401中，除本發(fā)明的圖像顯示裝置400之外，還安裝有天線部402、麥克403、揚聲器404、攝像元件405、聲音重放按鈕406。在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，因為邊框部分變窄，所以能確保更多的配置401～406部件的位置，或縮小移動用電子設(shè)備401自身的尺寸。另外，通過降低圖像顯示裝置400的成本，能夠降低移動電子設(shè)備401的制造成本。
圖16表示應(yīng)用了實施例1或?qū)嵤├?的電視機。在內(nèi)置于電視機411的本發(fā)明的圖像顯示裝置410中，因為邊框部分變窄，所以能使圖像顯示裝置的邊框部分412也窄。另外，通過降低圖像顯示裝置401的成本，能夠降低電視機411的制造成本。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，其特征在于在基板上具有多個像素電路，由發(fā)光元件和控制提供至上述發(fā)光元件的電流量的電路元件構(gòu)成，且為矩陣狀排列；掃描電路，用于控制上述多個像素電路的動作；數(shù)據(jù)驅(qū)動器，用于對上述多個像素電路提供圖像信號電壓；多個柵極線，用于傳送上述掃描電路的信號至上述多個像素電路；多個數(shù)據(jù)線，與上述柵極線交叉，用于提供圖像信號電壓至上述多個像素電路；以及波形發(fā)生電路，在上述基板上使用了環(huán)狀電阻布線，將上述波形發(fā)生電路在上述環(huán)狀電阻布線上發(fā)生的三角波電壓波形或臺階狀電壓波形提供至上述像素電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述波形發(fā)生電路具有多個電壓提供開關(guān)，該電壓提供開關(guān)用于將至少2種電壓提供至上述環(huán)狀電阻布線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述波形發(fā)生電路具有多個電壓提供開關(guān)和2個移位寄存器電路，按上述2個移位寄存器的移位動作，將上述環(huán)狀電阻布線上發(fā)生的三角波電壓波形或臺階狀電壓波形輸出至上述像素電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述波形發(fā)生電路發(fā)生相位不同的多個三角波電壓波形或臺階狀電壓波形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述掃描電路發(fā)生時序不同的掃描脈沖，上述波形發(fā)生電路發(fā)生多個相位不同的三角波電壓波形或臺階狀電壓波形，對全部上述像素電路同步地提供上述掃描脈沖和上述三角波電壓波形、或同步地提供上述掃描脈沖和上述臺階狀電壓波形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述波形發(fā)生電路，將薄膜晶體管用于構(gòu)成電路的有源元件，配置于外圍部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述環(huán)狀電阻布線，連接具有不同的表面電阻值的2根線狀布線的兩端形成環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述2個線狀布線中，具有高表面電阻值的線狀布線用與形成薄膜晶體管的柵極電極的布線相同的布線層形成，具有低表面電阻值的線狀布線用與連接到薄膜晶體管的漏極電極和源極電極的布線相同的布線層形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述環(huán)狀電阻布線由多個電阻元件和連接上述多個電阻元件的多個布線構(gòu)成，交替地連接上述多個電阻元件與上述多個布線，形成環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述多個電阻元件用與薄膜晶體管的多晶硅膜相同的布線層形成，上述多個布線用與連接到薄膜晶體管的漏極電極和源極電極的布線相同的布線層形成。
11.一種在像素電路內(nèi)具有薄膜晶體管的圖像顯示裝置的驅(qū)動電路，其特征在于在構(gòu)成上述圖像顯示裝置的基板上具有波形發(fā)生電路，該波形發(fā)生電路由環(huán)狀電阻布線、和為了將至少2種電壓提供至上述環(huán)狀電阻布線而用薄膜晶體管形成的多個電壓提供開關(guān)構(gòu)成，將上述波形發(fā)生電路的上述環(huán)狀電阻布線上發(fā)生的相位不同的多個三角波電壓波形或臺階狀電壓波形輸出至全部上述像素電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像顯示裝置的驅(qū)動電路，其特征在于具有2個移位寄存器電路，按上述2個移位寄存器的移位動作，輸出來自上述環(huán)狀電阻布線的相位不同的多個三角波電壓波形或臺階狀電壓波形。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像顯示裝置的驅(qū)動電路，其特征在于上述環(huán)狀電阻布線，通過連接具有不同表面電阻值的2根線狀布線的兩端形成環(huán)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像顯示裝置的驅(qū)動電路，其特征在于上述2根線狀布線中，具有高表面電阻的線狀布線用與形成薄膜晶體管的柵極電極的布線相同的布線層形成，具有低表面電阻的線狀布線用與連接到薄膜晶體管的漏極電極和源極電極的布線相同的布線層形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像顯示裝置的驅(qū)動電路，其特征在于上述環(huán)狀電阻布線由多個電阻元件和連接上述多個電阻元件的多個布線構(gòu)成，上述多個電阻元件與上述多個布線交替地連接，形成環(huán)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像顯示裝置的驅(qū)動電路，其特征在于上述多個電阻元件由與薄膜晶體管的多晶硅膜相同的布線層形成，上述多個布線由與連接到薄膜晶體管的漏極電極和源極電極的布線相同的布線層形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種波形發(fā)生電路和一種應(yīng)用該電路的圖像顯示裝置，該波形發(fā)生電路能使用薄膜晶體管以較小的面積構(gòu)成，且發(fā)生彼此相位不同的多個三角波電壓波形。在基板上設(shè)置使用了環(huán)狀電阻布線的波形發(fā)生電路。波形發(fā)生電路對像素電路提供在環(huán)狀電阻布線上發(fā)生的三角波電壓或臺階狀電壓。在環(huán)狀電阻布線設(shè)置用于提供至少2種電壓的多個電壓提供開關(guān)。
文檔編號H05B33/08GK1949345SQ20061013224
公開日2007年4月18日 申請日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月12日
發(fā)明者景山寬, 秋元肇 申請人:株式會社日立顯示器