專利名稱：有源矩陣有機(jī)場致發(fā)光顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及場致發(fā)光顯示設(shè)備，尤其涉及具有與各個象素關(guān)聯(lián)的薄膜式開關(guān)晶體管的有源矩陣顯示設(shè)備。
利用場致發(fā)光的、發(fā)光的顯示元件的矩陣顯示設(shè)備是周知的。所述顯示元件包括使用例如聚合體材料的有機(jī)薄膜式場致發(fā)光元件，或使用傳統(tǒng)III-V半導(dǎo)體化合物的發(fā)光二極管(LED)。有機(jī)場致發(fā)光材料、尤其是聚合體材料的最近發(fā)展已經(jīng)顯示出它們能夠被實際用于視頻顯示設(shè)備。這些材料通常包括一個或多個有半導(dǎo)體共軛聚合物的層，所述層夾在一對電極之間，該一對電極其中之一是透明的并且另一個是適用于將空穴或電子注入到聚合體層的材料。
可利用CVD工藝或簡單地通過使用可溶解的共軛聚合體的溶液旋涂技術(shù)來制造聚合體材料。也可以使用噴墨打印。有機(jī)場致發(fā)光材料顯示出二極管類I-V特性，使得它們可以提供顯示功能和開關(guān)功能，并且因而可以被用于無源類型的顯示器?？商鎿Q地，這些材料可被用于有源矩陣顯示設(shè)備，同時每個象素包括顯示單元和可用于控制通過顯示單元的電流的開關(guān)設(shè)備。
這種類型的顯示設(shè)備具有電流驅(qū)動的顯示單元，使得傳統(tǒng)的模擬驅(qū)動方案包括將可控電流提供給顯示單元。已知的是，將電流源晶體管作為部分象素結(jié)構(gòu)提供，并給電流源晶體管施加?xùn)烹妷?，所述電流源晶體管確定通過顯示單元的電流。存儲電容在尋址階段之后保存柵電壓。


圖1顯示了已知的用于有源矩陣尋址的場致發(fā)光顯示設(shè)備的象素電路。該顯示設(shè)備包括具有規(guī)則間距的象素的行和列矩陣陣列的面板，由方框1表示，并且包括場致發(fā)光顯示單元2以及關(guān)聯(lián)的開光裝置，其位于行(選擇)和列(數(shù)據(jù))地址導(dǎo)線4和6的相交組(crossingset)之間的交點處。為了簡潔，只在圖中顯示了一些象素。在實際中存在幾百行和列的象素。經(jīng)由行和列地址導(dǎo)線由外圍驅(qū)動電路尋址象素1，所述外圍驅(qū)動電路包括連接到相應(yīng)導(dǎo)線組的終端的一個行掃描驅(qū)動電路8和一個列描驅(qū)動電路9。
場致發(fā)光顯示單元2包括有機(jī)發(fā)光二極管，在這里表示為二極管元件(LED)并且包括一對電極，在這對電極之間夾著一個或多個有機(jī)場致發(fā)光材料的有源層(active layers)。陣列的顯示單元和關(guān)聯(lián)的有源矩陣電路一起位于絕緣支架的一側(cè)。透明導(dǎo)電材料構(gòu)成顯示單元的陰極或陽極。支架是透明材料的，比如玻璃，并且離襯底最近的顯示單元2的電極由透明導(dǎo)電材料構(gòu)成，比如ITO，使得將由場致發(fā)光層生成的光通過這些電極和支撐(support)發(fā)射，以便讓位于支撐另一側(cè)的觀看者看到。通常，有機(jī)場致發(fā)光材料層的厚度在100nm和200nm之間?？捎糜趩卧?的適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)場致發(fā)光材料的例子在EP-A-0717446中公開和描述。共軛聚合體材料也在WO96/356959中描述和使用。
圖2以簡化示意圖的形式顯示了已知的用于提供電壓編程操作的象素和驅(qū)動電路裝置。每個象素1包括EL顯示單元2和關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電路。該驅(qū)動電路具有一個地址晶體管16，其通過行導(dǎo)線4上的行地址脈沖開啟。當(dāng)?shù)刂肪w管16被開啟時，列地址晶體管6上的電壓可傳給象素的剩余部分。特別地，地址晶體管16將列導(dǎo)線電壓施加給電流源20，該電流源包括驅(qū)動晶體管22和存儲電容24。列電壓被提供給驅(qū)動晶體管22的柵極，并且即使在行地址脈沖結(jié)束之后，該柵極通過存儲電容24保持在該電壓上。驅(qū)動晶體管22從電源線26得到電流。
在這個電路中的驅(qū)動晶體管22被實現(xiàn)為PMOS TFT，使得存儲電容24保持固定的柵極-源極電壓。這導(dǎo)致通過晶體管的固定的源極-漏極電流，因而提供了象素所期望的電流源操作。
上述的基本的象素電路是電壓編程的象素，并且還存在對驅(qū)動電路抽樣的電流編程的象素。但是，所有象素結(jié)構(gòu)都要求將電流提供給每個象素。
電壓編程的象素的、特別是使用多晶硅薄膜式晶體管的問題是襯底兩端的不同的晶體管特性(尤其是門限電壓)引起柵極電壓和源-漏電流之間不同的關(guān)系，以及顯示的成像結(jié)果中的贗象。尤其在低亮度級，這些顯示器被不均勻性所影響。
已經(jīng)提出了數(shù)字驅(qū)動方案。在該方案中，LED設(shè)備被有效地驅(qū)動到兩個可能的電壓電平。這克服了不均勻性問題，因為象素不再被驅(qū)動到中間的低亮度級。這還降低了象素電路內(nèi)的功率消耗，因為不再要求晶體管在線性區(qū)域中作為電流源來操作。相反，所有晶體管可完全地開啟(導(dǎo)通)或完全地關(guān)閉(截止)，這就降低了功率消耗。這樣的驅(qū)動方案對于同樣原因的晶體管特性變化不那么敏感。這個方法只給出了兩個可能的象素輸出。但是，可通過多種方法得到灰度象素輸出。
在一個方法中，象素可被分組以形成更大的象素。在組內(nèi)的象素可被獨立地尋址，使得可以產(chǎn)生作為驅(qū)動的組內(nèi)的多個象素的函數(shù)的灰度。這被稱之為面積比方法。該方法的缺點是減少了顯示器的分辨率并增加了象素的復(fù)雜性。
在另一個方法中，象素能比幀速率更快地被開啟和關(guān)閉，使得將灰度實現(xiàn)為用于開啟象素的占空度(duty cycle)的函數(shù)。這被稱為時間比方法。例如，幀周期可以以1∶2∶4的比率被分成子幀周期(給出8個平均間距的灰度值，即3個比特的分辨率)。這增加了要求的驅(qū)動能力(否則要求降低幀速率)，并且因而增加了顯示的成本。通常，n比特灰度分辨率要求n個子幀。高的刷新率趨向增加整個顯示功率消耗，并且要求復(fù)雜的編程序列。
WO 01/54107公開了一種用于有機(jī)LED顯示器的象素裝置和設(shè)備方案，其中斜線電壓被施加給象素驅(qū)動晶體管。該斜線電壓按照輸入驅(qū)動電平而移位，并且驅(qū)動晶體管在移位斜線電壓與驅(qū)動晶體管的門限電壓相交時進(jìn)行切換。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種有源矩陣場致發(fā)光顯示設(shè)備，包括一個顯示象素陣列，每個象素包括一個場致發(fā)光(EL)顯示單元；一個驅(qū)動晶體管，用于驅(qū)動一個電流通過顯示單元，一個驅(qū)動電壓被提供給驅(qū)動晶體管的柵極；和一個存儲電容，用于存儲驅(qū)動電平，所述存儲電容連接到象素的輸入和驅(qū)動晶體管的柵極之間；其中提供了驅(qū)動電路，用于提供步進(jìn)電壓波形給象素的輸入，所述步進(jìn)電壓波形在被施加給驅(qū)動晶體管的柵極之前由存儲電容進(jìn)行電壓移位，并且其中在步進(jìn)電壓波形中的步進(jìn)(steps)的高度大于驅(qū)動晶體管的線性操作區(qū)域的電壓寬度。
在該裝置中，步進(jìn)信號被提供給驅(qū)動晶體管的柵極，使得步進(jìn)之一提供驅(qū)動晶體管的開啟和閉合狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。驅(qū)動電壓規(guī)定該轉(zhuǎn)換何時發(fā)生，使得驅(qū)動電壓為驅(qū)動晶體管提供脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動方案。通過確保在步進(jìn)電壓波形中步進(jìn)的高度大于在驅(qū)動晶體管的線性操作區(qū)域中的柵極-源極電壓的范圍，就能夠確保選擇的步進(jìn)電壓波形的步進(jìn)定義了驅(qū)動晶體管在完全開啟和完全閉合(以任何順序)之間的轉(zhuǎn)換。這樣，再也不在線性區(qū)域中驅(qū)動驅(qū)動晶體管，因此降低了功率消耗。
在步進(jìn)電壓波形中步進(jìn)的高度優(yōu)選地能夠足夠包括顯示器的所有象素的驅(qū)動器晶體管的線性操作區(qū)域電壓。這樣，克制了TFT門限電壓的變化，因為即使考慮了門限電壓的變化，所有象素都被驅(qū)動到線性操作區(qū)域的任一邊的電壓。
因此，優(yōu)選地選擇具有多個值的其中之一的驅(qū)動電平，并且選擇該驅(qū)動電平使得在線性操作區(qū)域中驅(qū)動晶體管的任何柵極電壓對應(yīng)于施加到驅(qū)動器晶體管的柵極上的電壓的步進(jìn)之間的電壓。因此，驅(qū)動電平考慮了門限電壓的范圍和驅(qū)動器晶體管的線性區(qū)域，使得所有象素被驅(qū)動為完全開啟或完全閉合。
優(yōu)選地，每個象素還包括一個地址晶體管，其連接在電源線和驅(qū)動器晶體管的柵極之間。其可以被用于對電容充電。每個象素還包括用于禁止由驅(qū)動晶體管驅(qū)動通過顯示單元的電流的裝置。在電容充電步驟期間，因此可以關(guān)閉驅(qū)動器晶體管，使得其不影響電容充電步驟。
所述設(shè)備可以以兩種模式操作第一模式，其中象素電壓被施加到象素的輸入，地址晶體管被開啟，禁止裝置被開啟以關(guān)閉顯示單元，并且存儲電容器被充電到由驅(qū)動電壓導(dǎo)出的電平；和第二模式，其中地址晶體管被關(guān)閉，禁止裝置被關(guān)閉，并且步進(jìn)電壓波形被施加到象素的輸入。
這兩個模型定義了輸入電壓被用于存儲電容上的電壓時的編程階段以及隨后的驅(qū)動階段。
所述設(shè)備可在兩個連續(xù)階段中操作，一個階段提供粗分辨率脈沖寬度調(diào)制，并且另一個較短的階段提供高分辨率脈沖寬度調(diào)制。通過使粗分辨率驅(qū)動先于(或者后于)高分辨率驅(qū)動使得可以提供更多的灰度電平。
本發(fā)明還提供一種尋址有源矩陣場致發(fā)光顯示設(shè)備的方法，該設(shè)備包括一個顯示象素陣列，每個象素包括一個場致發(fā)光(EL)顯示單元；一個驅(qū)動晶體管，用于驅(qū)動一個電流通過顯示單元，一個驅(qū)動電壓被提供給驅(qū)動晶體管的柵極；和一個存儲電容，用于存儲驅(qū)動電平，所述存儲電容連接在象素的輸入和驅(qū)動晶體管的柵極之間，對于每個象素，該方法包括將象素驅(qū)動電壓存儲在存儲電容上；提供步進(jìn)電壓波形給象素的輸入，所述步進(jìn)電壓波形在被施加給驅(qū)動晶體管的柵極之前由存儲電容進(jìn)行電壓移位，使得對于施加到驅(qū)動晶體管的柵極的第一組的電壓步進(jìn)，驅(qū)動晶體管被開啟，并且對于施加到驅(qū)動晶體管的柵極的第二組的電壓步進(jìn)，驅(qū)動晶體管被關(guān)閉，該第一和第二組是由存儲的象素驅(qū)動電平確定的。
本方法提供使用輸入到象素的步進(jìn)斜線電壓的時間比方法，將該步進(jìn)斜線電壓與驅(qū)動晶體管的閾值電壓作有效的比較。其中一個步進(jìn)提供的電壓與驅(qū)動晶體管的門限電壓相交，此時晶體管是開啟或關(guān)閉的，由此提供對晶體管占空度的控制。
電壓步進(jìn)的第一或第二組的順序可以任意。因此，步進(jìn)波形可上斜或下斜，并且柵極電壓和晶體管門限電壓相交的點可表示驅(qū)動晶體管的開啟或關(guān)閉。
在步進(jìn)電壓波形中的步進(jìn)的高度優(yōu)選地大于驅(qū)動晶體管的線性操作區(qū)域的電壓寬度，使得可以選擇步進(jìn)的電壓以便一個步進(jìn)使驅(qū)動晶體管的線性操作區(qū)域得到避免。特別地，在步進(jìn)電壓波形中的步進(jìn)的高度可以大于顯示器的所有象素的驅(qū)動晶體管的重疊(overlaid)的線性操作區(qū)域的電壓寬度，使得同一步進(jìn)波形可用于避免所有驅(qū)動晶體管的線性操作區(qū)域。
因此，可選擇具有多個值的之一的驅(qū)動電平，并且選擇該驅(qū)動電平，使得在線性操作區(qū)域中驅(qū)動晶體管的任何柵極電壓對應(yīng)于施加到驅(qū)動器晶體管的柵極上的電壓的步進(jìn)之間的電壓。
所述設(shè)備可在兩個連續(xù)的階段中操作，一個階段提供粗分辨率脈沖寬度調(diào)制，并且另一個較短的階段提供高分辨率脈沖寬度調(diào)制。這樣能夠增加電平的數(shù)量而同時保持了要求的步進(jìn)高度，以避免驅(qū)動晶體管的線性驅(qū)動。
現(xiàn)在將參考附圖，以舉例的方式描述本發(fā)明，其中圖1顯示已知的EL顯示設(shè)備；圖2是用于使用輸入驅(qū)動電壓來電流尋址EL顯示象素的已知象素電路的示意圖；圖3顯示本發(fā)明的顯示設(shè)備的象素布局圖的示意圖；圖4是解釋圖3的電路的操作的時序圖；圖5顯示圖3的象素電路的驅(qū)動晶體管的開啟特性，并用于解釋如何選擇電壓波形；圖6是解釋圖3的電路的修改的操作的時序圖；圖7是顯示如何將本發(fā)明的尋址操作應(yīng)用到象素陣列的時序圖。
本發(fā)明提供了實施時間比驅(qū)動方案的象素布局圖和驅(qū)動方法，該方案使用步進(jìn)參考電壓波形，選擇步進(jìn)電平以便避免象素的驅(qū)動晶體管的線性操作區(qū)域。
對于相同的部件在不同的附圖中使用相同的附圖標(biāo)記，并且不再重復(fù)對這些部件的描述。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一象素裝置。如在圖2的傳統(tǒng)象素中那樣，象素是通過將柵極驅(qū)動電壓施加到驅(qū)動晶體管22上而被電壓尋址的。
在驅(qū)動晶體管22的柵極和列數(shù)據(jù)線6之間提供存儲電容30。所述列數(shù)據(jù)線6有效地定義了象素的輸入。提供電容，用于電壓移位列導(dǎo)線上的電壓，這將在下面作進(jìn)一步的解釋。
列驅(qū)動電路(圖1中的9)提供步進(jìn)電壓波形給象素的輸入，并且該步進(jìn)電壓波形在被施加到驅(qū)動晶體管的柵極之前由存儲電容30進(jìn)行電壓移位。由電容30引入的電壓移位確定施加到柵極的電壓何時與驅(qū)動晶體管22的門限電壓相交。
為了在電容30上存儲想要的電壓，每個象素具有地址晶體管32，其連接在電源線26和驅(qū)動晶體管22的柵極之間。地址晶體管32由地址線33控制。這用于在象素編程階段對電容30充電。在該編程階段，列導(dǎo)線6被保持在一個驅(qū)動電壓(低于電源線電壓)，以便將電容充電到想要的電壓。
在編程階段期間，沒有電流被驅(qū)動通過顯示單元2，并且圖3的象素電路具有一個隔離晶體管34，該隔離晶體管在這個階段由啟動線36關(guān)閉?？商鎿Q地，通過一個開關(guān)提供顯示單元2的陰極的接地，所述開關(guān)可以被切換到斷開電路或電源線電壓以關(guān)閉驅(qū)動晶體管22。那么，該開關(guān)對于所有顯示單元來說是公用的。在這樣的情況下下，驅(qū)動晶體管22的漏極直接連接到顯示單元2的陽極。
如下面進(jìn)一步所描述的，在步進(jìn)電壓波形中的步進(jìn)的高度大于在驅(qū)動晶體管的線性操作區(qū)域中的柵極-源極電壓的范圍。這使得其中一個步進(jìn)能夠提供驅(qū)動晶體管的開啟和關(guān)閉狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，而不用在線性操作區(qū)域中驅(qū)動晶體管。實際上，在步進(jìn)電壓波形中的步進(jìn)的高度可以大于在顯示器的所有象素的驅(qū)動晶體管的線性操作區(qū)域中的柵極-源極電壓的范圍。這樣，消除了在TFT門限電壓中的變化的效應(yīng)，因為所有象素都被驅(qū)動到線性操作區(qū)域的任一邊上的電壓。
圖4被用于更詳細(xì)地解釋所述電路的操作。
象素驅(qū)動方案從編程階段開始。曲線40顯示在地址線33上的電壓。在編程階段期間，地址線電壓被切換成低的，以便開啟PMOS地址晶體管32。接著通過地址晶體管32將電容30充電到一個電壓，這取決于列6上所提供的電壓。曲線42顯示了在該列上提供的電壓，并且部分曲線42a是具有如46所示的的步進(jìn)高度的象素驅(qū)動電平，該電平確定在電容30兩端存儲的電壓。在編程階段期間，隔離晶體管被關(guān)閉，并且曲線44顯示啟動線36上的電壓。在編程階段期間的低電壓關(guān)閉了NMOS隔離晶體管34。
在編程階段的結(jié)束時，地址線電壓40變高，以便關(guān)閉地址晶體管32，并且在電容30上存儲電壓46。
當(dāng)驅(qū)動顯示單元時，地址電壓的高電平需要高于供電電壓VSUPPLY，以便確保地址晶體管32保持為關(guān)閉(相反以及向前的方向)，而不管驅(qū)動晶體管22的柵極上的電壓。如圖4所示，高的地址線電壓可以被設(shè)置為供電電壓VSUPPLY加上最大移位電壓46。
接著，列電壓42的步進(jìn)傾斜的部分42b被提供給列6，并且電容的效應(yīng)是將其移位成曲線48，該曲線是施加到驅(qū)動晶體管22的柵極上的電壓。
電壓48初始地高于電源線電壓，使得PMOS驅(qū)動晶體管22被關(guān)閉。僅當(dāng)電源線電壓之下的電壓步進(jìn)在量上等于驅(qū)動晶體管22的門限電壓時，晶體管才開啟，如曲線50所表示的，指明何時驅(qū)動電流通過顯示單元2。
明顯的是，電壓移位46的電平確定LED電流分布的占空度，并且該電壓移位因而實現(xiàn)了一個脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動方案。
在該陣列中的用于不同晶體管的門限電壓將稍微有所不同。另外，對于接近門限電壓的柵極-源極電壓，驅(qū)動晶體管在其線性操作區(qū)域操作。這是在完全開啟和完全關(guān)閉驅(qū)動晶體管22的驅(qū)動條件之間的區(qū)域。
圖5示意性地顯示了當(dāng)驅(qū)動顯示單元負(fù)載時的驅(qū)動晶體管的開啟特性，并且繪出了柵極-源極電壓與源極漏極電流關(guān)系的曲線。在電壓VL之下，晶體管是關(guān)閉的。作為例子，該電壓可以是電流為峰值電流1％的電流處的電壓。在電壓VH之上，晶體管是開啟的。作為例子，該電壓可以是電流恒定時的電壓，并且因此由被驅(qū)動的負(fù)載所限制。例如，該電壓可以被定義為這樣的電壓，高于該電壓的電流變化小于5％(直到擊穿電壓)。在VL和VH之間的電壓范圍是晶體管的線性操作區(qū)域。也可以使用其他定義，但是線性操作區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上是電流響應(yīng)柵極源極電壓的增加而實質(zhì)上增加的操作區(qū)域，然而當(dāng)晶體管完全開啟或關(guān)閉時，電流基本上是恒定的。
VL和VH的精確值將根據(jù)襯底上不同晶體管而變化。但是，變化的程度是可預(yù)測的，或是可測量的，使得電壓值的范圍是已知的。另外，變化的范圍相對較小，例如10-15％。
再參考圖4，選擇波形42的步進(jìn)，使得步進(jìn)高度大于驅(qū)動晶體管22的線性操作區(qū)域的電壓寬度，即是VL和VH之間的電壓寬度。這確保顯示的所有象素。如圖4所示，在VL的最小值和VH的最大值之間的電壓范圍“VON范圍”被設(shè)置位于曲線48的步進(jìn)52和54之間。
這是通過選擇大于VL(最小)和VH(最大)之間范圍的步進(jìn)高度，但也通過選擇具有多個離散可能值的電壓電平46而實現(xiàn)的，使得范圍“VON范圍”總是在電壓步進(jìn)躍遷之間。
對于低門限電壓TFT，要求的步進(jìn)高度是1V到1.5V，盡管這些值將取決于使用的特定晶體管技術(shù)，并且可能非常高。在圖4中所示的例子中，提供了8個步進(jìn)，這可以通過處于16V左右的柵極擊穿電壓之下而很容易地實現(xiàn)。因此，可以獲得8個可能的PWM電平。
圖6顯示了用于提供多個灰度電平的方案，但是只顯示了圖4的曲線42、48和50。所述設(shè)備可在兩個連續(xù)的階段操作。兩個階段的順序并不重要，但是在圖6中，第一階段60提供非常顯著的PWM輸出，即較低的分辨率(較長的)PWM步進(jìn)，并且第二階段62提供較高的分辨率(較短的)PWM步進(jìn)。這使得能通過使粗分辨率驅(qū)動先于高分辨率驅(qū)動而提供更多的灰度電平。在每個階段中，驅(qū)動晶體管的線性操作電壓范圍被安排成對應(yīng)于步進(jìn)之間的躍遷，如圖所示。
為了尋址顯示象素的陣列，陣列中所有的電容可初始被充電到期望的電壓。一旦已經(jīng)對象素電容充電，可以使用相同的列驅(qū)動信號(未移位的步進(jìn)波形)以同時驅(qū)動一列中所有象素。另外，還可以同時驅(qū)動所有列。
在圖6中，總的幀周期大約是17ms，這是從60Hz幀速率中導(dǎo)出的。如果50％的幀周期可用于放電，剩余的用于編程序列和序列之間的保護(hù)時間，那么對于每個編程循環(huán)可獲得大約4ms。較長的顯示序列60將持續(xù)大約7ms，并且較短的顯示序列62將持續(xù)大概1ms。對于在較短的顯示序列中的8個步進(jìn)，最短的步進(jìn)持續(xù)時間將因而持續(xù)大概0.1ms。
圖7用于解釋用于尋址象素陣列的一個可能的時序圖。在編程階段70期間，圖4的脈沖42a的序列被同時應(yīng)用于每個列導(dǎo)線。圖7在72顯示一個列導(dǎo)線的列電壓波形。而地址脈沖74依次對行尋址，并且這些地址脈沖74使產(chǎn)生的電平42a能夠被用于對各個象素的存儲電容充電。
在編程階段70的結(jié)束處，陣列的所有象素具有存儲在電容上的選擇的電壓。驅(qū)動階段76涉及將相同的列波形(未移位的步進(jìn)傾斜)應(yīng)用于所有的列。因此同時驅(qū)動所有象素，并且各個列導(dǎo)線波形被用于對列中的所有象素尋址，并且列導(dǎo)線波形同時被應(yīng)用于所有列。
多路復(fù)用能應(yīng)用于列的信號，使得列的組可依次被編程，而不是同時對所有進(jìn)行編程。這是已知的技術(shù)，并且減少了所要求的分離信號生成電路的數(shù)量，因為用于生成編程序列的電路從而可在列之間共享。因為驅(qū)動所有的象素涉及將相同的信號應(yīng)用到所有列，所以不需要考慮用于這個階段76的任何多路復(fù)用裝置。
圖7僅顯示了一個地址序列(并且還顯示了列信號可以上斜而不是下斜)，但是可以理解的是，可擴(kuò)展參考圖7所解釋的時序，以提供圖6的兩個序列的操作。
在上面還沒有詳細(xì)描述列驅(qū)動器，但是可以按照常規(guī)的方式修改圖1的傳統(tǒng)驅(qū)動器9，以能夠生成要求的步進(jìn)波形和初始的象素編程電壓分布。將不詳細(xì)討論列驅(qū)動器所要求的電路。
在上面的例子中，僅描述了一個特定的象素布局圖。可以理解，可以使用NMOS和PMOS晶體管的不同組合，并且象素電路可具有除了那些所描述的電路元件之外的用于實現(xiàn)附加功能的附加的電路元件，比如象素內(nèi)存儲器(in-pixel memory)。
用統(tǒng)一的步進(jìn)高度和寬度顯示了傾斜的步進(jìn)電壓波形，但是只要最小的步進(jìn)高度超過電壓的確定范圍，步進(jìn)的高度和/或?qū)挾瓤梢允欠墙y(tǒng)一的，而沒有偏離本發(fā)明。
不同的其他修改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種有源矩陣場致發(fā)光顯示設(shè)備，包括一個顯示象素(1)的陣列，每個象素包括一個場致發(fā)光(EL)顯示單元(2)；一個驅(qū)動晶體管(22)，用于驅(qū)動一個電流通過顯示單元，一個驅(qū)動電壓被提供給驅(qū)動晶體管(22)的柵極；和一個存儲電容(30)，用于存儲驅(qū)動電平，所述存儲電容連接在象素的輸入(6)和驅(qū)動晶體管(22)的柵極之間；其中提供了驅(qū)動電路，用于提供步進(jìn)電壓波形給象素的輸入(6)，所述步進(jìn)電壓波形在被施加給驅(qū)動晶體管(22)的柵極之前由存儲電容(30)進(jìn)行電壓移位，并且其中在步進(jìn)電壓波形中的步進(jìn)的高度大于驅(qū)動晶體管(22)的線性操作區(qū)域的電壓寬度。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中在步進(jìn)電壓波形中步進(jìn)的高度能夠足夠包括顯示器的所有象素的驅(qū)動器晶體管的線性操作區(qū)域電壓。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中選擇具有多個值的其中之一的驅(qū)動電平，并且選擇該驅(qū)動電平使得在線性操作區(qū)域中驅(qū)動晶體管的任何柵極電壓對應(yīng)于施加到驅(qū)動器晶體管的柵極上的電壓的步進(jìn)之間的電壓。
4.如前述權(quán)利要求任意一個所述的設(shè)備，其中每個象素還包括一個地址晶體管(32)，其連接在電源線(26)和驅(qū)動器晶體管(22)的柵極之間。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中每個象素還包括用于禁止由驅(qū)動晶體管(22)驅(qū)動通過顯示單元(2)的電流的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中用于禁止的裝置包括與驅(qū)動器晶體管(22)和顯示單元(2)串連的隔離晶體管(34)。
7.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備還包括禁止裝置，該裝置包括用于開關(guān)象素的陣列的顯示單元(2)的一個接線端上的電壓的開關(guān)。
8.如權(quán)利要求5、6或7所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備可以以兩種模式操作第一模式，其中象素電壓(42a)被施加到象素的輸入(6)，地址晶體管(32)被開啟，禁止裝置被開啟以關(guān)閉顯示單元(2)，并且存儲電容器(30)被充電到由驅(qū)動電壓(42a)導(dǎo)出的電平；和第二模式，其中地址晶體管(32)被關(guān)閉，禁止裝置被關(guān)閉，并且步進(jìn)電壓波形(42b)被施加到象素的輸入(6)。
9.如前述權(quán)利要求任意一個所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備可在至少兩個連續(xù)階段中操作，一個階段(60)提供粗分辨率脈沖寬度調(diào)制，并且另一個較短的階段(62)提供高分辨率脈沖寬度調(diào)制。
10.一種尋址有源矩陣場致發(fā)光顯示設(shè)備的方法，該設(shè)備包括一個顯示象素(1)的陣列，每個象素包括一個場致發(fā)光(EL)顯示單元(2)；一個驅(qū)動晶體管(22)，用于驅(qū)動一個電流通過顯示單元(2)，一個驅(qū)動電壓被提供給驅(qū)動晶體管(22)的柵極；和一個存儲電容(30)，用于存儲驅(qū)動電平，所述存儲電容連接在象素的輸入(6)和驅(qū)動晶體管(22)的柵極之間；對于每個象素，該方法包括將象素驅(qū)動電壓(46)存儲在存儲電容(30)上；提供步進(jìn)電壓波形(42b)給象素的輸入(6)，所述步進(jìn)電壓波形在被施加給驅(qū)動晶體管的柵極之前由存儲電容進(jìn)行電壓移位，使得對于施加到驅(qū)動晶體管的柵極的第一組的電壓步進(jìn)，驅(qū)動晶體管被開啟，并且對于施加到驅(qū)動晶體管的柵極的第二組的電壓步進(jìn)，驅(qū)動晶體管被關(guān)閉，該第一和第二組是由存儲的象素驅(qū)動電平(46)確定的。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中在步進(jìn)電壓波形中的步進(jìn)的高度大于驅(qū)動晶體管的線性操作區(qū)域的電壓寬度。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中在步進(jìn)電壓波形中的步進(jìn)的高度可以大于顯示器的所有象素的驅(qū)動晶體管的重疊的線性操作區(qū)域電壓的電壓寬度。
13.如權(quán)利要求10-12任意一個所述的方法，其中可選擇具有多個值的其中之一的驅(qū)動電平，并且選擇該驅(qū)動電平使得在線性操作區(qū)域中驅(qū)動晶體管的任何柵極電壓對應(yīng)于施加到驅(qū)動器晶體管的柵極上的電壓的步進(jìn)之間的電壓。
14.如權(quán)利要求10-13任意一個所述的方法，其中將象素驅(qū)動電平(46)存儲在存儲電容(30)上的步驟包括開啟連接在電源線(26)和驅(qū)動晶體管(22)的柵極之間的地址晶體管(32)，并且使用地址晶體管對存儲電容(30)充電。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在象素驅(qū)動電平存儲在存儲電容上的期間禁止由驅(qū)動晶體管驅(qū)動通過顯示單元的電流。
16.如權(quán)利要求10-15任意一個所述的方法，其中所述設(shè)備可在至少兩個連續(xù)階段中操作，一個階段(60)提供粗分辨率脈沖寬度調(diào)制，并且另一個較短的階段(62)提供高分辨率脈沖寬度調(diào)制。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中施加到象素的輸入的步進(jìn)電壓波形在兩個階段(60，62)具有相同的電壓電平，并且較短的階段具有較短的步進(jìn)躍遷。
全文摘要
一種有源矩陣場致發(fā)光顯示設(shè)備使用施加到象素的輸入的步進(jìn)電壓波形，所述步進(jìn)電壓波形在被施加給驅(qū)動晶體管的柵極之前由前面存儲的象素驅(qū)動電壓進(jìn)行電壓移位。電壓移位的電平確定驅(qū)動顯示單元的占空度，并且因此控制灰度電平的輸出。在步進(jìn)電壓波形中的步進(jìn)的高度大于驅(qū)動晶體管的線性操作區(qū)域的電壓寬度，使得選擇的步進(jìn)電壓波形中的步進(jìn)定義驅(qū)動晶體管在完全開啟和完全關(guān)閉之間的轉(zhuǎn)換。這樣，驅(qū)動晶體管決不會在線性區(qū)域中被驅(qū)動。
文檔編號G09G3/20GK1705972SQ200380101546
公開日2005年12月7日 申請日期2003年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月18日
發(fā)明者W·A·斯蒂爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司