显示装置、便携式设备及基板的制作方法

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专利名称:显示装置、便携式设备及基板的制作方法
技术领域
本发明涉及每个像素配置存储器元件及发光元件的显示装置、便携式设备及基板。
背景技术
近年来,与液晶显示器匹敌的作为平板显示器的有机EL(ElectroLuminescence,场致发光)显示器引人注目,正积极进行其显示电路及驱动方法的开发。
该有机EL显示器的驱动电路及驱动方法大致可分为无源驱动与有源驱动两种,在有源驱动有机EL时,驱动像素用的TFT必须是多晶硅。
这是由于,在对有机EL那样的自发光元件进行TFT驱动时,为了确保流过该自发光元件的电流量,需要形成TFT的硅的电荷迁移率。如果是液晶那样的非发光光闸元件,用非晶态硅即可,而对于有机EL,必须用多晶硅,这就是为什么要这样的理由。
作为该有机EL的像素构成,如美国专利4996523(
公开日1991年2月26日号)公报所示,有用单晶硅FET代替多晶硅TFT的构成,特别是采用存储器元件的构成。
图26为该公报所示的1个像素(在黑白显示器中,“1个像素=1点”,在彩色显示器中,“1个像素=RGB3点。因而正确说应该是表示1点,但这里忽略这样的严格区别)的电路构成。
即在该美国专利4996523号公报中,如图2b所示,由多个存储器单元221即Cn~Cn-3、选择这些存储器单元用的晶体管222即Dn~Dn-3、恒流电路225及有机EL元件226构成1个像素。
由于恒流电路225是采用FET223及224的电流镜电路,因此流过有机EL226的电流由流过FET Dn~Dn-3的电流总和来决定。而流过该FET Dn~Dn-3的电流由存储器单元Dn~Dn-3保存的数据所决定的FET Dn~Dn-3的栅极电压设定。
另外,该存储器单元221的构成如图27所示。即利用行控制信号来控制CMOS反相器228、MOS传输门227及229。在该行控制信号为选择状态时,由于MOS传输门227处于导通状态,MOS传输门229处于不导通状态,因此列输入信号Bn通过传输门227,输入至CMOS反相器230的栅极。另外,在该行控制信号为非选择状态时,由于MOS传输门227处于不导通状态,MOS传输门229处于导通状态,因此CMOS反相器231的输出通过MOS传输门229反馈至CMOS反相器230。另外,该存储单元221由于使CMOS反相器230的输出通过CMOS反相器231及MOS传输门229反馈至CMOS反相器230的栅极,因此该电路可看成采用两级反相器的静态存储电路。
这样,在美国专利4996523号公报中揭示了采用单晶硅FET的存储器构成作为有机EL显示器用的像素TFT构成。
上述美国专利4996523号公报所示的图26的像素存储器构成是每个像素具有多个存储器单元Dn~Dn-3,而每个像素具有电流镜电路225,利用该电流镜电路,将数字信号变换为模拟信号(电流值)。
采用这样的电流镜电路构成时,构成电流镜电路的FET223与224的特性必须一致。但是,利用液晶显示器等所用的多晶硅工艺制成的FET,相邻的FET也不能保证特性一致。
因而,在图26所示的模拟灰度显示中,存在多晶硅TFT的持性差异的问题,难以整个画面有均匀的灰度显示。
因此,考虑进行数字灰度显示,以抑制多晶硅TFT的特性差异问题。图33是采用分时灰度显示方法作为该数字灰度显示方法的像素电路构成。即由驱动有机EL108用的TFT107、贮存控制该TFT107导通状态用的电压的电容器107、贮存控制该TFT107导通状态用的电压的电容器119、以及控制该电容器119的电压用的TFT106构成。在该构成中的方法是,如图34所示,在1帧期间TF内多次改写各像素电容器119的电压,以该电压是使TFT107为导通状态还是不导通状态的电压来进行灰度显示。
另外,在日本国特开平8-194205号公报(
公开日1996年7月30日)还揭示了液晶显示装置中采用多晶硅TFT在每个像素中包含静态存储器结构的构成。
即在该特开平8-194205号公报中,如图28所示,在第1玻璃基板上呈矩阵状配置像素电极202,在像素电极202之间,沿横方向配置扫描线203,沿纵方向配置信号线204。另外,与扫描线203平行配置参照线205。在扫描线203与信号线204的交叉处设置后述的存储器元件206,在存储器206与像素电极202之间设置开关元件207。
在上述第1玻璃基板上,相距规定距离相对配置第2玻璃基板,在第2玻璃基板的相对面形成相对电极。然后,在两块玻璃基板之间封入液晶层作为显示材料层。另外,图28的208为扫描线驱动器,209为信号线驱动器,210为参照线驱动器。
图29所示为图28的像素部分的构成电路图。2值数据保持用存储器元件206与形成矩阵状的扫描线203与信号线204的交叉处连接,在该存储元件206设置将保持的信息输出的输出端。作为3端开关元件207的TFT214与所述输出端连接。该开关元件207控制参照线205与像素电极202之间的电阻值,调整液晶层215的偏置状态。
在该图29中,使用2级反相器通过正反馈形式的存储器电路即静态存储元件作为存储器元件206。即由信号线204给出的数据在TFT211为导通状态时,输入至反相器212的栅极端,由于该反相器212的输出通过反相器213再输入至反相器212的栅极端,因此在TFT211为导通状态时,写入反相器212的数据以相同极性反馈至反相器212加以保持一直到TFT211再次为导通状态为止。
这样,在特开平8-194205号公报中揭示了具有多晶硅TFT的存储器结构作为液晶显示器用的像素TFT构成。即该公报揭示的图29的TFT基板构成是每个像素具有静态存储器206,以该像素存储器贮存的数据进行2值显示。
另外,在日本国特开2000-227608号公报(
公开日2000年8月15日)还揭示了在显示部分外侧使其具有存储器功能的液晶显示装置的电路构成。
图30为该公报所示的显示基板方框构成图。
即在该特开2000-227608号公报中,显示基板的显示部分310通过线缓冲器309与图像存储器308连接。该图像存储器308的存储器单元呈矩阵状排列,具有与显示部分310的像素有相同地址空间的位图构成。地址信号303通过存储器控制电路306,输入至存储器行选择电路311及列选择电路307。由该地址信号303指定的存储器单元由未图示的列线及行线选择,显示数据304被写入该存储器单元。这样写入后,利用至存储器行选择电路311的地址信号,将包含选择像素的1行部分的数据输出给行缓冲器309。由于行缓冲器309与显示部分的信号布线连接,因此该读出的数据输出给未图示的信号布线。
另外,地址信号还输入至地址行变换电路305,利用显示行选择电路312对未图示的行选择布线加上选择电压。
利用该动作,将图像存储器308的数据写入显示部分310。
该显示部分310的像素电路构成为图31所示的构成。即利用行选择布线401对控制TFT405进行控制,将利用信号布线402提供的数据保持在位于公共布线404与控制TFT405之间的电容器406中,利用该电容器406的电压控制驱动TFT409的导通或不导通,来决定对显示电极408是加上还是不加上由液晶基准布线403提供的电压。另外,在源极与漏极端子之间连接补偿电容器409。
图32为上述显示部分310的其它像素电路构成。作为驱动液晶的TFT是采用模拟开关504进行驱动。为了驱动由P沟道TFT与N沟道TFT构成的该模拟开关,设置两套各由取样电容器503、507及取样TFT502、506构成的存储电路,具有2条数据布线501及505供给极性不同的数据,与公共的行选择布线401连接,通过同时进行取样,进行显示动作。
另外,对于驱动模拟开关用的极性不同的数据还揭示了不是设置两套存储电路的方法,而是利用像素内部设置的反相器电路来生成的结构,或者采用TFT构成半导体用的存储电路来作为存储电路。
这样在日本专利特开2000-227608号公报揭示了液晶显示器用多晶硅TFT基板构成。即图30的TFT基板构成是在显示部分310外具有用SRAM构成的图像存储器308,再在显示部分310中具有图31或图32的用电容构成的像素存储器,该构成是用该像素存储器贮存的2值数据进行显示。
如上所述,考虑进行数字灰度显示来抑制多晶硅TFT特性差异。但是,利用这样的分时灰度显示方法,估计用PDP(等离子体显示屏)等显示将产生动态图像虚轮廓。若用图35来说明该动态图像虚轮廓产生的原理,是由于在灰度级31的背景上灰度级32的图形运动时,视线将如图35的虚线(a)~(d)那样移动,因此看到的是该视线移动上的像素在视线移动时的灰度图形。例如,在虚线(a),由于视线受到灰度1、2、4、8及32级发光定时,因此看成是47级的灰度。而在虚线(d),由于只受到灰度16的发光时间,因此看成是16级的灰度。
为此,作为解决PDP等产生的动态图像虚轮廓的措施,是将位(位)权重大的数据分为几次,在位权重小的数据前后进行显示,通过这样来减少动态图像虚轮廓。即位权重大的数据在一定的帧期间的周期之间多次出现,通过这样减少动态图像虚轮廓。
但是存在的问题是,由于用PDP等要多次显示上述位权重大的数据,因此必须每显示一次要进行显示扫描。
另外,在美国专利4996523号公报中,每个像素要配置图26的电路。由于在最近的液晶显示器要实现64级灰度显示,因此这对每个像素需要配置6位大小的存储器。但是,通常显示器像素尺寸对于RGB 3像素是150μm×150μm~300μm×300μm左右。在该尺寸内要进行栅极布线、源线布线及电源布线,还要包括以图26所示构成的6位大小的存储器电路,这对于现在的低温多晶硅工艺是很困难的。最多是包括3位大小的存储器的程度。但是,那只能显示8级灰度,是不能商品化的显示器。
另一方面,在日本专利特开平8-194205号公报中,像素中只配1位存储器。如果是这种程度,用现在的低温多晶硅工艺虽也能够实现,但由于静止图像显示时用该1位存储器进行显示,因此只能显示2值图像(由于是RGB彩色,因此是多彩色显示)。
另外,在日本专利特开2000-227608号公报中,由于在像素(显示区域)外侧配置存储器,因此不产生上述问题。但是,由于在显示区域外侧配置存储器,因此就必须增大显示基板的面积。这意味着由同一个玻璃基板经过TFT工艺得到的(具有同一显示面积的)基板数减少。即产生的结果是使每块具有相同显示面积的基板的制造成本增加。
使基板具有存储器的最大效果认为是低功耗。该低功耗产生最大竞争力的是便携式设备市场。但是,由于用该手段使具有相同显示面积的显示器其基板尺寸变大,因此作为面向必须是小型轻量的便携式设备市场的手段并不理想。

发明内容
本发明的目的在于提供作为不进行重新扫描、将位显示期间进行分割的手段的显示装置、便携式设备及基板。
本发明的其它目的在于提供作为能够实现比像素配置的存储器数更多的多灰度显示用的显示基板电路构成的显示装置、便携式设备及基板。
本发明的另一其它目的在于提供作为一种显示基板电路构成的显示装置、便携式设备及基板,所述显示基板电路构成是在显示区域外侧配置存储器的显示基板构成中,能够减少在显示区域外侧配置的存储器数,以更小的基板尺寸产生相同的灰度级数。
为了达到上述目的,本发明的显示装置,其特征在于,是具有多个光电元件的显示装置,每个所述光电元件具有存储手段及电位保持手段,利用所述存储手段及所述电位保持手段的输出,控制所述光电元件的显示。
为了达到上述目的,本发明的显示装置,其特征在于,是具有多个光电元件的显示装置,每个所述光电元件具有存储手段,将所述光电元件的电源线与所述存储手段的电源线分别分布。
为了达到上述目的,本发明的便携式设备,其特征在于,具有所述显示装置。
为了达到上述目的,本发明的基板其特征在于,是具有多个电极的基板,每个所述电极具有存储手段及电位保持手段,具有利用所述存储手段及所述电位保持手段的输出来控制加在所述电极上的电压或电流的手段。
因此,采用使像素具有存储手段(存储器)及电位保持手段(电容器)的构成,能够进行超过像素配置的存储器个数的灰度显示。另外,通过切换像素配置的多个存储器进行显示,即使不重新从外部得到数据,也能够切换多个图像进行显示。另外,使第1存储器元件保持与最大灰度数据对应的电压,将对于该数据的电压施加时间加以分割,然后加上电压,就能够减轻动态图像虚轮廓。
本发明的其它目的、特征及优点,利用下述说明将非常清楚。另外,本发明的利益根据参照附图的下述说明将给予阐明。


图1所示为实施形态1所用的像素电路构成的电路图。
图2所示为实施形态2所用的像素电路构成的等效电路图。
图3所示为实施形态3所用的像素电路构成的等效电路图。
图4为实施形态3所用的分时灰度扫描方法的时序图。
图5所示为实施形态3所用的电压变换电路构成的等效电路图。
图6所示为实施形态4所用的像素电路构成的等效电路图。
图7所示为实施形态5所用的像素电路构成的电路图。
图8所示为实施形态所用的有机EL所加电压相对于有机EL发光电流的曲线图。
图9(a)及图9(b)所示为实施形态所用的有机EL的示意图,图9(a)所示为层叠结构的说明图,图9(b)所示为化学结构说明图。
图10所示为实施形态1所用的有机EL驱动用TFT的栅极电压相对于有机EL发光电流的曲线图。
图11所示为实施形态5所用的本发明的动态图像虚轮廓效果说明图。
图12所示为实施形态5所用的每个像素具有存储器的显示装置系统构成方框图。
图13所示为图12的SRAM电路构成方框图。
图14所示为实施形态6所用的每个像素具有存储器的显示装置系统构成方框图。
图15所示为实施形态6所用的像素电路构成的等效电路图。
图16所示为实施形态6所用的存储器单元电路构成的等效电路图。
图17为实施形态6所用的分时灰度扫描方法的时序图。
图18为实施形态6所用的图像切换扫描方法的时序图。
图19所示为实施形态7所用的像素电路构成的电路图。
图20所示为实施形态7所用的本发明的分时扫描方法说明图。
图21所示为实施形态7所用的像素电路构成的等效电路图。
图22所示为实施形态8所用的像素电路构成的电路图。
图23所示为实施形态8所用的本发明的分时扫描方法时序导出的说明图。
图24所示为实施形态8所用的本发明的分时扫描方法其它的时序导出的说明图。
图25所示为实施形态8所用的本发明的分时扫描方法其它的时序导出的说明图。
图26所示为以往的每个像素具有存储器的有机EL显示装置中像素电路构成的电路图。
图27所示为图26的像素存储器单元电路构成的电路图。
图28所示为以往的每个像素具有存储器的液晶显示装置系统构成说明图。
图29所示为图28的像素存储器电路构成的电路图。
图30所示为以往的每个像素具有存储器的液晶显示装置系统构成说明图。
图31所示为图30的像素存储器电路构成的电路图。
图32所示为图30的像素存储器其它电路构成的电路图。
图33所示为以往的电路构成的电路图。
图34所示为以往的分时灰度显示方法的说明图。
图35所示为动态图像虚轮廓产生原理的说明图。
具体实施例方式
(实施形态1)下面根据图1说明本发明的一实施形态。
图1所示为本发明第1手段中第1构成的像素Aij的等效电路。该等效电路这样构成,作为信号线的数据布线Sj与第一开关手段即TFT(薄膜晶体管)6的源极端连接,第2开关元件即TFT21的源极端与兼作为电位保持手段的液晶元件(光电元件)23的像素电极与TFT6的漏极端连接。作为静态存储器元件的存储器电路9(第1存储器元件)与该TFT21的漏极端连接。
另外,至所以需要上述TFT6,是由于数据布线Sj与光电元件不是一一对应的。在将数据布线Sj与光电元件一一对应布线时,就不需要上述TFT6。
为了形成这样的存储器电路9,在本实施形态中,采用CGS(ContinuousGrain Silicon,连续晶粒硅)TFT制造工艺。另外,由于该工艺的说明已在日本国特开平8-250749号公报等中详细叙述,因此这里省略其详细说明。
为了控制该液晶元件23的显示状态,在液晶元件23的相对电极的电位Vref为GND电位期间,使TFT6及TFT21即它们的源极与漏极间处于导通状态,将最高位(位)的数据加在该液晶元件23的像素电极及存储器电路9上。这种情况下,最高位的数据是VDD或者GND,是2值数据。另外,为了使TFT6为导通状态,将选择电压加在与TFT6的栅极端连接的扫描线上。为了使TFT21为导通状态,将选择电压加在与TFT21的栅极端连接的控制线Cibit2上。
另外,在本实施形态中,由于TFT的源极端与漏极端之间没有严格区别,因此将上述源极端与漏极反过来也没有问题。
接着,在使TFT6为导通状态、TFT21为不导通状态期间,将相当于低位的灰度电压加在液晶元件23的像素电极上。
然后,使TFT6为不导通状态,TFT21为导通状态,将贮存在该存储器电路9的最高位的数据加在液晶元件23上。
通过这样进行驱动,若将最高位的数据一次保持在存储器电路9,就能够在1帧内多次将最高位的数据加在液晶元件23上,其中夹有其它位的显示。
另外,在不是上述显示期间的其它的帧期间中,加上VDD电位作为电位Vref,通过TFT6或TFT21将加在液晶元件23上的电压在VDD与GND之间交替选择,能够将AC电位加在液晶元件23上。
另外,在静止图像显示时,像素不能配置的位数据也从像素外部供给上述电位保持手段即液晶。通过这样具有的效果是,尽管像素配置的存储手段只有1位大小,但能够实现2位以上的灰度显示。
另外,通过这样进行驱动,虽然用液晶也能够实现分时灰度显示,但由于液晶的响应速度极低,因此很少看到动态图像虚轮廓(如强电介质那样的高速液晶可看到)。但是,在用高速液晶时,通过这样进行驱动,具有抑制动态图像虚轮廓的效果。
另外,在图1中,与液晶显示元件23并联接入的第6开关元件即TFT24及使其进行开关动作的控制线Cibit1的作用是为了使上述液晶元件23所加的电压为零用的,是用来调整上述灰度显示期间的长度,以改善灰度直线性。
另外,在图1中,存储器电路9具有由P型TFT11及N型TFT12构成的第1反相器电路与由P型TFT13及N型TFT14构成的第2反相器电路互相将其输出作为输入的静态存储器结构。
因而,作为存储器电路9具有控制与VDD电位之间的导通与不导通状态的TFT13及控制与GND电位之间的导通与不导通状态的TFT14。
另外,也可以在第2反相器电路的输出端与第1反相器电路的输入端之间另外配置P型TFTx(使源极端与第2反相器电路的输出端连接,漏极端与第1反相器电路的输入端连接),将该P型TFT的栅极端与扫描布线Ci连接。
这样情况下,在TFT6为导通状态、将数据布线Sj的数据取入存储器电路9时,P型TFTx为不导通状态,由于第2反相器电路的输出对第1反相器电路的输入端不产生影响,因此容易对存储器电路9进行数据设定。另外,在TFT6为不导通状态时,P型TFTx为导通状态,第2反相器电路的输出就输入至第1反相器电路的输入端,将存储器电路9的数据保持。
另外,上述VDD电位及GND电位可以设定为某一个为亮辉度设定电位,某一个为暗辉度设定电位,它取决于液晶元件23为常白模式还是常黑模式,或者将透过状态接通(作为亮辉度)还是非透过状态作为亮辉度,这都可以设定。
(实施形态2)图2所示为本发明的第1手段中第2构成的像素Aij的等效电路。该等效电路具有第1开关手段即TFT63,作为信号线的数据布线Sj与该TFT63的源极端连接,作为电位保持手段的电容器65与TFT63的漏极端连接。另外,具有第4开关手段即TFT64,作为信号线的数据布线Sj与该TFT64的源极端连接,作为存储手段的存储器元件9的输入端与TFT64的漏极端连接。另外,扫描线Cia与TFT63的栅极端连接,扫描线Cib与TFT64的栅极端连接。
该存储器元件9与图1的存储器元件9相同,具有由P型TFT11及N型TFT12构成的反相器与由P型TFT13及N型TFT14构成的反相器互相将对方的输出端与自己的输入端连接形成的静态存储器结构。
然后,电容器66与该存储器元件9的输出端(在图2中兼作为输入端)连接。
该电容器65与66的另一端与光电元件即液晶元件连接在一起,该液晶元件的另一端与相对电极的电位Vref连接。
为了简化加在该液晶上的电压,以Vref=GND表示。若设电容器65的电容量为C65,电容器66的电容量为C66,液晶的电容量为C1c,则在存储手段9的输出为GND电位时,若从数据布线Sj加在电容器65上的电压为GND电位,则液晶加上0[V]电压。另外,若从数据布线Sj加在电容器65上的电压为VDD,则加在液晶上的电压为VDD×C65/(C1c+C66+C65)[V]另外,在存储手段9的输出为VDD电位时,若从数据布线Sj加在电容器65上的电压为GND电位,则加在液晶上的电压为VDD×C66/(C1c+c66+C65)[V]另外,若从数据布线Sj加在电容器65上的电压为VDD,则加在液晶上的电压为VDD×(C65+C66)/(C1c+C66+C65)[V]因此,若取C65及C66尽可能比C1c大,再适当设定电源电压VDD,则能够采用该液晶进行多灰度显示。即本实施形态相当于,产生与存储手段或电位保持手段所存储的数据权重所对应的电压使光电元件显示的情况。在这种情况下,若上述数据布线Sj与存储手段9和电位保持手段65一一对应,则不需要上述TFT63及64。在这种情况下,像素不能配置的位数据也从像素外部分时供给上述电位保持手段即液晶65。通过这样能够实现的效果是,尽管像素配置的存储手段只有存储电路9的1位大小,但能够实现2位以上的灰度显示(本发明的第2目的)。
(实施形态3)图3所示为本发明的第1手段中第2构成的像素Aij的等效电路。该等效电路中,作为信号线的数据布线Sj与第1开关手段即TFT63的源极端连接,作为电位保持手段的静态存储器68的输入端与TFT63的漏极端连接。另外,作为信号线的数据布线Si与第4开关手段即TFT64的源极端连接,作为存储手段的静态存储器69的输入端与TFT64的漏极端连接。另外,扫描线Cia与TFT63的栅极连接,扫描线Cib与TFT64的栅极端连接。
另外,电位保持手段68的输出端与第5开关元件即P型TFT70的源极端连接,TFT70的漏极端与和有机EL8一起形成光电元件的TFT7的栅极端连接。另外,存储手段69的输出端与第6开关元件即N型TFT71的源极端连接,TFT71的漏极端与和有机EL8(该有机EL的结构说明将在后面进行)一起形成光电元件的TFT7的栅极端连接。
该TFT70及71,由于一个是N型TFT,另一个是P型TFT,因此使它们的栅极端与公共的控制线Cibit1连接,则可以这样进行控制,即若控制线Cibit1的电位为高电位(H),则TFT71为导通状态,若控制线Cibit1的电位为低电位(L),则TFT70为导通状态。
另外,在图3的TFT70及TFT71都是由N型TFT构成时,与TFT70的栅极端连接的控制线为Cibit1,而与TFT71的栅极端连接的控制线与控制线Cibit1不同的布线。
因而,在前者(图3的例子)的情况下,具有控制线的布线数少的优点,但另一方面,由于TFT70及71的阈值特性差异,有两个TFT同时导通的危险。
在后者的情况下则相反,由于能够独立控制TFT70及71,因此即使TFT70及71的阈值特性有差异,也能够通过控制使两个TFT不同时导通。
另外,在这种情况下,光电元件是由P型TFT7及有机EL8形成,TFT7的源极端与电源线VDD连接,TFT7的漏极端与有机EL8(该有机EL的结构说明将在后面进行)的阳极连接。另外,该有机EL8的阴极与GND连接。
然后,进行图4所示的扫描。另外,在图4中,从3)至16)相当于扫描线,用实线所示的扫描是从数据布线Sj取入数据,用虚线所示的扫描是从存储手段取入数据。
即将1帧期间Tf分为多个扫描期间Ts。一开始将最高位的数据写入存储手段69,使控制线Cibit1为高电位,TFT71为导通状态,将存储手段69的输出供给TFT7的栅极电极。结果,这期间在有机EL8流动根据最高位数据的电流。
接着,将低位数据写入电位保持手段68,使控制线Cibit1为低电位,TFT70为导通状态,使电位保持手段68的输出供给TFT7的栅极电极。结果,这期间在有机EL8流过根据低位数据的电流。
但是,对于下位有时下位显示期间的长度比上述扫描期间Ts要短。因此,在该多余的时间,使控制线Cibit1为高电位,TFT71为导通状态,将存储手段69的输出供给TFT7的栅极电极。
结果,这期间在有机EL8流过根据最高位数据的电流的期间分成几部分。使该分割期间的总和与该最高位权重成正比。
通过这样进行驱动,能发挥抑制将有机EL8进行分时灰度显示时见到的动态图像虚轮廓的效果。
另外,本实施形态相当于在与存储手段或所述电位保持手段存储的数据的权重相对应的期间将存储手段或所述电位保持手段的输出供给所述光电元件的情况。
另外,通过从像素外部将位数据供给上述电位保持手段即静态存储器68,具有的效果是,尽管像素配置的存储手段69只有1位大小,但能够实现2位以上的灰度显示。
另外,如本实施形态那样,将数据作为数字数据传送给像素时,与将模拟电压传送给像素的情况相比,存在的问题是数据传送次数增加位数倍。
但是,在将模拟电压传送给像素时,需要将驱动光电元件所必需的电压传送给信号布线Sj。为此需要有例如10V的电压振荡。
另外,在将2值数字数据传送给像素时,在像素可以设置简单的电平变换电路。这意味着,即使在将例如10V的电压振荡加在光电元件上时,传送给信号布线Sj的电压也可限制为3V左右。
由于功耗与电压的平方成正比,因此若以模拟灰度将10V的电压传送一次时的功耗取为10×10×1=100,则以数字灰度将3V的电压传送8次时的功耗限制为3×3×8=76。
图5所示为这样的电压变换电路的例子。在图5的电压变换电路97中,采用具有由P型TFT Q14及N型TFT Q15构成的第1反相器与P型TFT Q16及N型TFT Q17构成的第2反相器的静态存储器结构,根据由信号布线Sj输入的数据,生成该正极性数据及反极性数据。将其中一个数据供给由P型TFT Q18及N型TFT Q19构成的第3反相器的N型TFT Q19栅极电极,将另一个数据供给由P型TFT Q20及TFT Q21构成的第4反相器的N型TFT Q21栅极电极。P型TFT Q18与20这样连接,使其互相的输出与栅极电极连接作为输入。
因此,若N型TFT Q19或者21的栅极电极的某一个电极为电压VDD成为导通状态,则该导通一侧的反相器输出为GND电位。结果,由于P型TFT Q18或者20的某一个栅极端为GND电位,因此为不导通状态的N型TFT一侧的P型TFT为导通状态,那一侧的反相器输出为VDD。因此,完成了从该VCC向VDD的电压变换。
该电压变换了的数据,在扫描布线Ci为选择状态、控制布线Cibit1为高电位时,写入存储器9。另外,该电压变换电路97还起到作为电位保持手段的作用。这是因为可以认为,若不使其通过该电压变换电路97,则不能将新的数据写入存储器电路9,因此该电压变换电路97比起把它看成存储手段,更应该看成是电位保持手段。另外,在扫描布线Ci为非选择状态、控制布线Cibit1为低电位时,作为电位保持手段的该电压变换电路97的输出加在光电元件即TFT15上。另外,在控制布线Cibit1为高电位时,作为存储手段的存储器电路9的输出加在光电元件即TFT15上。
这样,通过每个像素设置电压变换电路,能够实现减少分时灰度显示时的功耗的效果。
(实施形态4)图6所示为本发明的第1手段中第2构成的像素Aij的等效电路。该等效电路中,作为信号源的数据布线Sj与第1开关手段即TFT63的源极端连接,作为电位保持手段的电容器74及形成光电元件的TFT72的栅极端与TFT63的漏极端连接。另外,作为信号线的数据布线Si与第4开关手段即TFT64的源极端连接,作为存储手段的静态存储器9的输入端与TFT64的漏极端连接。另外,扫描线Cia与TFT63的栅极连接,扫描线Cib与TFT64的栅极端连接。
另外,存储手段9的输出端与形成光电元件的TFT73的栅极端连接。在这种情况下,光电元件由P型TFT72、73及有机EL8形成,TFT72及73的源极端与电源线VDD连接,TFT72及73的漏极端与有机EL8(该有机EL的结构将在后面进行说明)的阳极连接。另外,该有机EL8的阴极与GND连接。
因此,在将像素Aij的最高位数据供给图6的信号线Sj期间,使扫描线Cib为选择状态,将该数据取入存储手段9。另外,像素Aij的低位数据分时供给信号线Sj,在该期间使扫描线Cia为选择状态,将该数据取入电容器74中。
TFT72在电容器74的电位为高电位时为不导通状态,在低电位时为导通状态。另外,TFT73在存储手段9的电位为高电位时为不导通状态,在低电位时为导通状态。由于该TFT72及73用同一结构(尺寸)制成,因此两者都为导通状态时流过的电流是仅有一个导通时的电流的2倍。
因此,通过按照其位权重来控制将像素Aij的低位数据给予电容器74的间隔,进行多灰度显示。在这种情况下,本实施形态相当于产生与存储手段或电位保持手段存储的数据的权重所对应的电流、并使光电元件显示的情况。这种情况若上述数据布线Sj与存储手段9及电位保持手段65一一对应,则也不需要所述TFT63及64。这种情况还具有下述效果,即像素不能配置的位数据从像素外部供给所述电位保持手段即电容器74,尽管像素配置的存储手段只有1位大小,也能够实现2位以上的灰度显示。
(实施形态5)图7所示为本发明的第1手段中第1构成的像素Aij的等效电路。另外,图12所示为本发明第2手段的显示区域(像素)外具有第2存储器元件(存储器阵列)的电路构成方框图。另外,为说明方便起见,对于具有与所述实施形态附图所示构成部分相同功能的构成部分,附加相同的符号,并省略其说明。
这里由于采用有机EL那样的自发光元件,因此该自发光元件驱动用TFT采用电荷迁移率大的硅工艺制成,即为了制成本实施形态所用的TFT,采用与实施形态1~4相同的CGS TFT制造工艺。
图7所示为像素Aij的等效电路。该等效电路这样构成,其数据布线Sj与第1开关元件即TFT6的源极端连接,第2开关元件即TFT21的源极端、第3开关元件即TFT20的源极端及构成光电元件的TFT7的栅极端与TFT6的漏极端连接。另外,作为存储手段的静态存储器电路9与该TFT21的漏极端连接,电容器22(电位保持手段)与TFT20的漏极端连接。
另外,在图7的构成中,不一定必须要第3开关元件即TFT20。该TFT20设置用来在将存储器元件9的输出给予TFT7的栅极电极时保持电容器22的电位。另外,该TFT20这样设置,使得在存储器元件9的输出给予TFT7的栅极端时,不会因电容器22的电荷而改变存储器元件9的存储状态。这样,由于电容器22贮存的信息被保持,因此电容器22的作用就如同作为采用动态存储器的存储手段,TFT7的栅极电极的寄生电容就如同电位保持手段的作用。
因而,在有该TFT20的情况下,电容器22在严格的意义上不成为本发明手段1的电位保持手段。
但是,由于仅仅用TFT7的栅极电极的寄生电容,要受到周边布线的影响,电位发生变化,因此不理想,另外在从存储手段对电位保持手段即电容器22进行充电时,由于电容器22的电荷交换,因此产生功耗,考虑到上述情况,为了不发生这样的问题,与作为电位保持手段的电容器22串联插入第3开关元件即TFT20,作为本发明的电位保持手段。
从这一目的来看,该第3开关元件的位置可以如图7所示,在TFT7栅极电极与电容器22之间,也可以在电容器22与GND电位之间。在任何一种情况下,使TFT20处于不导通状态时,电容器22的电荷都不变化。
另外,控制线Cibit1与TFT20的栅极端连接,控制线Cibit2与TFT21的栅极端连接。
作为用该TFT7驱动的光电元件,在本实施形态中是采用具有图8所示的该所加电压V-电流I特性的有机EL。图8是有机EL元件的I-V静态特性(线性)。另外,该有机EL的一般性构造具有图9(a)所示的结构。
即如图9(a)所示,在基板31上形成阳极32,在其上形成有机多层膜34(空穴注入层35、空穴输运层36、发光层37、电子输运层38),再在其上层叠阴极33,采用上述的层结构39。
另外,发光层37的结构图使用图9(b)所示的联苯(出光兴产的DPVBi)等。
另外,由于在本实施形态中以理想的组合进行说明,因此也是将本发明的光电元件的电源线与存储手段的电源线作为分别布线情况的实施形态。即作为图7中的存储器电路9是这样构成,能够将其栅极ON电源布线(电压Von)与栅极OFF电源布线(电压Voff)作为电源布线,与有机EL驱动用电源VDD分开独立设定电压。
下面来看关于本实施形态的电压设定。采用本发明的灰度显示方法,最好采用每个像素具有静态存储器的构成或像素外具有SRAM(static randomaccess memory,静态随机存储器)的构成。
作为该像素外具有SRAM的构成,有以往例子所示的日本专利特开2000-227608号公报。该公报揭示的图30的TFT基板构成,如上所述,是在显示部分310外具有由SRAM构成的图像存储器308,在显示部分310具有由图31或图32的电容器构成的像素存储器,用该像素存储器贮存的2值数据进行显示。
在如上所述每个像素具有存储器的构成中,将该存储器的输出电压加在驱动有机EL用的TFT栅极电极上,下面将叙述关于为了使其显示稳定而需要加怎样的栅极电压的问题。
图10是在将具有图8所示的该所加电压一电流特性的有机EL与驱动该有机EL用的TFT串连连接的构成中,对驱动用TFT的栅极电压Vgate与流过有机EL的电流特性Ioled的关系进行仿真的结果。
由图10可知,在有机EL那样的自发光元件中,根据驱动用TFT的栅极电压是-5V还是-2V,流过有机EL的电流值完全改变。
即可知,即使从上述存储器输出通常的逻辑输出电压(VDD及GND),作为对驱动上述有机EL用的TFT的栅极电极所加的电压也不够。
况且,在日本专利特开2000-227608号公报所示的图31的电路构成中可知,若贮存于电容器406的电荷变化,则驱动用TFT407的栅极电压因该变化而变化,导致产生发光辉度变化的问题。这在图32中也一样。
另外,作为每个像素具有静态存储器的构成,有以往例子所示的日本专利特开平8-194205号公报。如上所述,该公报揭示的图29的TFT基板构成是每个像素具有静态存储器206,用该像素存储器贮存的数据进行2值显示。在该构成中,也是直接采用逻辑电路的电源电压VDD及GND电压作为驱动用TFT214的栅极电压而构成的,在驱动有机EL那样的自发光元件时,最好采用在图10所示的驱动用TFT的栅极电压V与流过有机EL的电流特性I的关系中V-I特性变化少的部分。
这是由于,在有机EL那样的自发光元件的驱动用TFT中,栅极电压变化将成为发光辉度变化。但是,在直接采用上述电源电压VDD及GND电压的构成中,不能进行那样的适当电压选择。
与上不同的是,根据本实施形态的构成,如下所述,能够得到适合于每个像素具有存贮器的显示装置、对于有机EL那样的自发光元件显示稳定辉度特性的像素存储器电路。
在图7所示的作为有机EL驱动用的P型TFT7与具有图8所示其V-I特性的有机EL8的组合中,利用仿真求得电压电压VDD≈6V时的P型TFT7的栅极电压V与流过有机EL8的电压I的关系,仿真结果为图10的V-I特性。
由图10可知,若P型TFT7的栅极OFF电压为约4V以上,则近似为0μA,是可以的,但栅极ON电压即使为0V也不够,在约-5V以下,近似稳定为0.8μA。
例如,设栅极OFF电压即Voff=5V,栅极ON电压即Von的变化幅度为
(栅极ON电压即Von-栅极OFF电压即Voff)×(1±0.1)则栅极ON电压为0V时,辉度离散约为±3%,而栅极ON电压为-5V时,辉度离散减小,约为±1%。
有机EL驱动用TFT的栅极电压由于因与周边布线之间的寄生电容等而变化,这样具有将辉度差异小的电压设定作为有机EL驱动用TFT的栅极ON电压的效果。
这样,通过本发明的手段2,即每个像素配置的静态存储器元件输出端即反相器电路的一个TFT(晶体管)源极端与ON辉度设定布线连接,另一个TFT(晶体管)的漏极端与OFF辉度设定布线连接,就能够使静态存储器元件的输出电位设定为适当的ON电位及OFF电位。
这样的构成不仅在本发明的手段1有效,而且在每个像素具有静态存储器元件的构成中也有效。
因此,在本实施形态中,采用+6V作为有机EL驱动电压,采用-5V作为栅极ON电压Von,采用+5V作为栅极OFF电压Voff。
即在图7中,栅极OFF电源布线(电压Voff)为约5V的电源布线,栅极ON电源布线(电压Von)为约-5V的电源布线。该栅极OFF电源布线(电压Voff)与驱动用TFT7的栅极布线用P型TFT13联系,栅极ON电压布线(电压Von)与驱动用TFT7的栅极布线用n型TFT14联系。
若采用这样的电路构成,能够对有机EL驱动用TFT的栅极布线提供适当的ON电压与OFF电压。另外,图7的P型TFT13与N型TFT14构成反相器电路。因此,若利用P型TFT11与N型TFT12再构成一级反相器,并将相互的栅极电压与输出电极连接,则能够用存储器电路9构成静态存储器。
图11所示为控制该有机EL元件8的显示状态的方法。
即在1帧期间TF的最初期间T0之间,使电源VDD为GND电位(或者为GND电位以下的-6V等),通过使控制线Cibit2为选择状态,就使TFT21为导通状态,每一根扫描线依次使TFT6(源极与漏极之间)为导通状态,对所有的扫描线上的像素其存储器电路记录最高位的数据。
然而,在期间16T1之间,使电源VDD为+6V,对该电机EL驱动用TFT7的栅极电极加上与存储器电路9存储的数据对应的电压Von或电压Voff。
然而,通过使控制线Cibit2为非选择状态就使TFT21为不导通状态,通过使控制线Cibit1为选择状态,就使TFT20为导通状态。
在这期间,在期间T0之间,依次使TFT6(源极与漏极之间)为导通状态,使电源VDD为GND电位,将低位相当的电位贮存在电容器22中,然后仅仅在与位权重对应的期间使电源VDD为+6V,对有机EL驱动用TFT7的栅极电极加上与电容器22贮存的数据对应的电压Von或电压Voff。
然后,在相当于最低位的显示结束后,通过使控制线Cibit1为非选择状态,就使TFT20为非导通状态,通过使控制线Cibit2为选择状态,就使TFT21为导通状态,对有机EL驱动用TFT7的栅极电极加上与存储器电路9所存储的最高位数据对应的电压Von或电压Voff。
通过这样进行扫描,如图11所示,在灰度级31的背景上灰度级32的图形运动时,即使视线如图11的虚线(a)~(d)那样运动,该视线移动上的像素在视线移动时的灰度图形误差也比图35的以往例子要减少。
例如,在虚线(a)由于视线在灰度1、2、4及32/2的发光时间感光,因此看起来是灰度级23(=1+2+4+32/2)。在虚线(d)由于视线在灰度32/2、8、16的发光时间感光,因此看起来是灰度级40(=32/2+8+16)。这些值相对于原来灰度级31及32的误差,与图35的情况相比为一半左右。
通过这样每个像素具有存储器及与该存储器的值分开独立控制的电容器,能够实现本实施形态的驱动方法。根据本实施形态,即使不改变以往例子的图35所需要的扫描次数,也具有图11所示的动态图像虚轮廓抑制效果。
另外,图7的像素存储器9的动作如下。
(1)在存储器电路9的数据更新时,利用作为控制线的扫描线Ci,使TFT6为导通状态,利用控制线Cibit2,使TFT21为通导状态,从作为信号线的数据布线Sj将与数据对应的电压Von或Voff给予第1反相器(p型TFT11及n型TFT12的电路)的输入端,更新存储器电路9的值。
(2)在存储器电路9的数据保持时,利用扫描线(控制线)Ci或控制线Cibit2,使TFT6或TFT21为不导通状态,将第2反相器电路(p型TFT13及n型TFT14的电路)的输出给予第1反相器电路的输入端,维持存储器电路9的值。
(3)在通过上述存储器电路9的数据更新时或数据保持时,利用使控制线Cibit2为选择状态从而使TFT21为导通状态期间,若第2反相器电路的P型TFT13为导通状态,则(与TFT20为导通或不导通状态无关)有机EL驱动用P型TFT7的栅极电压为Voff,有机EL8为不发光状态。
(4)在通过上述存储器电路9的数据更新时或数据保持时,利用使控制线Cibit2为选择状态从而使TFT21为导通状态期间,若第2反相器电路的N型TFT14为导通状态,则(与TFT20为导通或不导通状态无关)有机EL驱动用P型TFT7的栅极电压为Von,有机EL8为发光状态。
通过这样,对有机EL驱动用TFT7的栅极端从电容器22或者存储器电路9供给对有机EL进行2值驱动的适当的电压Von或Voff。该结果具有解决上述动态图像虚轮廓的效果,还具有能够使显示的灰度线性度好的效果。
另外,在本实施形态中,由于采用本发明的第2手段,因此不需要以往技术的图28所示的信号线驱动器那样的数据、电压变换电路存在。只要将像素外存在的SRAM数据原封不动直接向像素中存在的静态存储器传送即可。因此,作为适合于本实施形态的像素TFT电路的系统构成,可以提出图12所示系统构成的方案。
即图12所示的构成是,从CPU(中央处理器)1向显示装置3写入要显示的图像(或文字)数据,而写入所述数据的SRAM4(第2存储器元件)与显示装置形成一体。该SRAM4本身可以采用上述CGSTFT制造工艺做在显示装置内,也可以将利用单晶半导体工艺制成的IC然后再装入显示装置3内。另外,在将利用单晶半导体工艺制成的IC然后再装入时,可以直接装在显示装置3上,也可以利用TAB(Tape Automated Bonding)技术先安装在以铜箔图形布线的带上,然后再将TCP(Tape Carrier Package)与显示基板键合。
另外,2为在显示装置外部的快擦写存储器(闪存),5为将SRAM4的数据写入像素10用的控制器驱动电路。另外,像素10的电路构成是图7所示的像素TFT电路构成。
该SRAM4如图13所示,具有与CPU1的串行I/O口(串行IN控制器电路55及串行OUT控制器电路54),另外还有将显示装置3的SEG(信号线驱动器)一侧的1列(像素Ail~像素Aim)大小的数据并行输出的口(并行OUT控制器电路53)。其它与通常的SRAM电路相同,具有地址缓冲器50及58、行译码器51、列译码器57、选择器56、存储器阵列52。59及60为与门电路。
采用该SRAM,将从外部输入的以像素为单位的数据变换为上述驱动方法所示的以位为单位的数据,从SRAM直接写入像素存计器,通过这样就没有必要从SRAM将数据串行传送给SEG驱动器,因此能够实现节能,以便实现整个显示装置的低功耗。另外,在使用方法可以不意识到采用了这样的驱动方法。
在这样对像素配置存储器元件的显示装置中,本发明的第2手段即像素(显示区域)外具有第2存储器元件(存储器阵列)的效果很大。
另外,在图7的像素TFT电路构成中,栅极ON电压布线(电压Von)与有机EL驱动用电源VDD是分别独立布线的,但只要是根据图10的V-I特性,Von在4V以上即上,也可以采用VDD的6V。在这种情况下,栅极ON电压布线(电压Von)与有机EL驱动用电源VDD能够共用。
(实施形态6)图14~图18所示为本发明的手段1与手段2的其它实施形态。
图14相应于与以往的液晶显示装置相同以1行为单位传送像素的位数据的情况。在这样情况下,在基板75上形成串行/并行变换电路76、控制器77、显示区域79配置的像素81、像素外的存储器区域78配置的存储器单元80。
另外,图15所示为显示像素的等效电路构成之一例,图16所示为存储器单元的等效电路构成之一例。
即图15为本发明的第1手段的第1构成实施形态,在像素81中配置第1开关元件即TFT6、光电元件即有机EL8、驱动该有机EL8的TFT7及电位保持手段即电容器92、以及存储手段即存储器83~85。TFT6的源极与信号布线Sj连接,栅极与扫描布线Ci连接,漏极与布线A连接。另外,在各存储器83~85与布线A之间接有其栅极与控制线Cibit1及Cibit2连接的第2开关元件即TFT86~91。
在这种情况下,在TFT6为不导通状态时,由于P型TFT86及N型TFT87与存储器83连接,因此在控制线Cibit1为低电位、控制线Cibit2为高电位时,存储器83的数据输出给布线A。另外,由于N型TFT88及P型TFT89与存储器84连接,因此在控制线Cibit1为高电位、控制线Cibit2为低电位时,存储器84的数据输出给布线A。另外,由于N型TFT90及N型TFT91与存储器85连接,在控制线Cibit1及Cibit2都为高电位时,存储器85的数据输出给布线A。
另外,在TFT6为导通状态时,在控制线Cibit1为低电位、控制线Cibit2为高电位时,信号布线Sj的数据写入存储器83,另外,在控制线Cibit1为高电位、控制线Cibit2为低电位时,信号布线Sj的数据写入存储器84。另外,在控制线Cibit1及Cibit2都为高电位时,信号布线Sj的数据写入存储器85。
另外,在电容器92与布线A之间连接TFT Q1,其栅极与控制线CiC连接。因此,在该TFT Q1为导通状态时,电容器92的电位成为给予布线A的电位。另外,在该TFT Q1为不导通状态时,电容器92的电位保持。有机EL8驱动用TFT7由该电容器92的电位控制。
图16为本发明第1手段的其它实施形态的存储器单元80,在存储器单元80中配置第1开关元件TFT Q10、以及存储手段即存储器93~96。TFT Q10的源极与信号布线Dj连接,栅极与栅极布线Gi连接,漏极与布线B连接。另外,存储器94~96与第二开关元件即TFT Q4~Q9连接,而这些TFT Q4~Q9的栅极与控制线Gi位1及Gi位2连接。
在这种情况下,在TFT Q1为导通状态、从串行/并行变换电路76没有输出时,由于P型TFT Q4及N型TFT Q5与存储器94连接,因此在控制线Gi位1为低电位、控制线Gi位2为高电位时,存储器94的数据输出给布线B。另外,由于N型TFT Q6及P型TFT Q7与存储器95连接,因此在控制线Gi位1为高电位、控制线Gi位2为低电位时,存储器95的数据输出给布线B。另外,由于N型TFT Q8及N型TFT Q9与存储器96连接,因此在控制线Gi位1及Gi位2都为高电位时,存储器96的数据输出给布线B。
另外,在TFT Q1为导通状态、从串行/并行变换电路76进行输出时,在控制线Gi位1为低电位、控制线Gi位2为高电位时,信号布线Dj的数据写入存储器94。另外,控制线Gi位1为高电位、控制线Gi位2为低电位时,信号布线Dj的数据写入存储器95。另外,控制线Gi位1及Gi位2都为高电位时,信号布线Dj的数据写入存储器96。
另外,在存储器93的输入端与存线B之间连接P型TFT Q2,其栅极与控制线GiRW连接。在该存储器93的输出端即第2反相器输出端与输入端即第1反相器的输入端之间连接N型TFT Q3,其栅极与控制线GiRW连接。另外,在第2反相器输出端与布线B之间连接P型TFT Q26,其栅极与栅极布线Gi连接。
结果,在栅极布线Gi为高电位、控制线GiRW为低电位时,信号线Dj的数据写入存储器93。另外,在栅极布线Gi为高电位、控制线GiRW为高电位时,存储器93的数据保持。另外,在栅极布线Gi为低电位时,存储器93的数据输出给布线B。
该存储器93由于其输出阻抗设定为低于其它存储器94~96,因此,在栅极布线Gi为低电位时,若其它存储器94~96与布线B为导通状态,则其存储器数据被置换为存储器93的数据。
在图14中,输入的位数据82暂时先贮存在串行/并行变换电路76的未图示的移位寄存器中,然后被贮存在未图示的保持1行大小数据的锁存器中。
由该锁存器将1行大小的数据每1位依次输出。例如在6位灰度的情况下,如图17的(1)所示,在第6位、第5位、……、第1位这样顺序,以1行为单位第1位依次输出。
该输出的位数据,利用控制器电路77的控制,一部分取入显示区域79的像素81配置的存储器,剩下的取入像素(显示区域)处78配置的存储器单元80的存储器。
例如如图17的(2)所示,将第3位~第1位的数据写入像素外的存储器(图16的存储器94~96),如图17的(3)~(5)所示,将第6位~第4位的数据写入像素内的存储器M3~M1(图15的存储器83~85)。
另外,第4位的数据同时还写入对驱动有机EL8用的TFT7进行控制的电容器92。
图17的(14)~(22)所示是为此而进行控制信号的动作。
即,对各布线与通过该布线的信号附加相同的符号,例如要说i=1的情况,则图17的(19)扫描信号C1为高电位时,从像素外将数据写入像素存储器或电容器。控制写入哪一个存储器的,是(20)控制信号C1bit1及(21)控制信号C1bit2,控制写入电容器的是(22)控制信号C1C。在图17的(14)栅极信号G1为高电位时,将数据写入像素外的存储器。控制写入哪一个存储器的,是(15)控制信号G1bit1及控制信号G1bit2。
在图17中,若以(23)所示的经过时间来说,第4位的数据显示期间如(6)所示,是从第3选择期间至第10选择期间的8个选择期间。然后,从像素内的存储器将第6位的数据传送至电容器92,在第11选择期间至第17选择期间之间显示7个选择期间。然后,从像素外的存储器将第1位的数据传送至电容器92,在第18选择期间显示1个选择期间。然后,从像素内的存储器将第5位的数据传送至电容器92,在第19选择期间至第25选择期间之间显示7个选择期间。然后,从像素外的存储器将第2位的数据传送至电容器92,在第26选择期间至第27选择期间显示2个选择期间。然后,从像素内的存储器将第6位的数据传送至电容器92,在第28选择期间至第35选择期间之间显示8个选择期间。然后,从像素内的存储器将第5位的数据传送至电容器92,在第36选择期间至第44选择期间之间显示9个选择期间。然后,从像素内的存储器将第6位的数据传送至电容器92,在第45选择期间至第51选择期间之间显示7个选择期间。然后,从像素外的存储器将第3位的数据传送至电容器92,在第52选择期间至第55选择期间之间显示4个选择期间。然后,从像素内的存储器将第6位的数据传送至电容器92,在第56选择期间至第68选择期间之间显示10个选择期间。
结果,第6位数据的显示期间为7+8+7+10=32个选择期间,第5位数据的显示期间为7+9=16个选择期间。这样,如果用本发明的手段2,则由于除了像素81配置的3位的存储器以外,像素外区域80配置的3位存储器也可用于显示,因此共计能够实现6位灰度显示。这样产生的效果是,即使像素配置的存储器数量少,但仍能够显示更多级的灰度。另外,由于像素配置了存储器,像素外配置的存储器数量可以减少这一部分数量,因此产生的效果是,减少了像素外的存储器区域的面积,增加了从同一玻璃基板获得的显示板的数量,能够降低成本,能够使具有同一显示面积的显示器更加小型化。
另外,对该显示基板配置存储器时的最大效果是实现低功耗,该效果对于便携式设备市场特别有作用。
另外,在采用自发光元件作为光电元件时,最好采用发光效率好的有机EL,因为这样低功耗的效果更明显。
对该显示基板配置存储器的效果,不仅在静止图像时显示,而且在进行简单的(基板配置的存储器数量以内的)图像切换显示时也显示出来。
在图15中,像素配置了3位的存储器,在图16中,像素(显示区域)外配置了4位的存储器。若使用该结构,能够对3位灰度的图像进行2个画面的切换显示。图18所示为这种情况,在图17的显示定时中,将分配给第1位~第3位的期间重新分配给像素配置的存储器即第4位~第6位,进行3位灰度的显示。
这是因为仅仅使用像素内配置的存储器进行显示能够更实现低功耗。另外,若是2个画面左右的图像切换,则由于考虑到1秒钟之间仅切换显示1~2次左右,因此如果1秒钟显示64帧时,则1个图像显示将持续30帧左右。这样只要在这期间仅仅用像素配置的存储器显示,然后仅仅在切换图像时,如图18所示,将像素外配置的3位存储器与像素内配置的3位存储器的内容交换即可。
另外,在图18中,在第3选择期间,从像素配置的存储器84将第4位(图像1的第1位)的数据取入像素外配置的存储器93。在第4选择期间,从像素外的存储器95将第1位(图像2的第1位)的数据取入像素配置的存储器84。在第7选择期间,从像素外的存储器93将第4位(图像1的第1位)的数据取入像素外的存储器95。在这种情况下,像素外的存储器94~96的输出阻抗设定为低于像素配置的存储器83~85的输出阻抗。
另外,在第37选择期间,从像素配置的存储器83将第5位(图像1的第2位)的数据取入像素外配置的存储器93,在第38选择期间,从像素外的存储器94将第2位(图像2的第2位)的数据取入像素配置的存储器83,在第44选择期间,从像素外的存储器93将第5位(图像1的第2位)的数据取入像素外的存储器94。
另外,在第59选择期间,从像素配置的存储器85将第6位(图像1的第3位)的数据取入像素外配置的存储器93。在第60选择期间,从像素外的存储器96将第3位(图像2的第3位)的数据取入像素配置的存储器85。在第63选择期间,从像素外的存储器93将第6位(图像1的第3位)的数据取入像素外的存储器96。
这样,将像素配置的3位存储器的数据与像素外配置的3位存储器的数据交换。
这样,若采用本发明的第1手段及第2手段,由于能够在CPU等外部信息源不接通电源的情况下对多个图像进行显示切换,因此本发明的低功耗效果很大。
(实施形态)下面根据图19及图20说明本发明的另外的其它实施形态。另外,为说明方便起见,对于具有与所述实施形态附图所示构成部分相同功能的构成部分,附加相同的符号,并省略其说明。
本实施形态是采用本发明手段1的第1构成像素电路的驱动方法例子。
图19所示为本实施形态所用的像素Aij的等效电路构成。该等效电路这样构成,其数据布线Sj与TFT6的源极端连接,在第2开关元件即TFT21的源极端、第3开关元件即TFT20的源极端及构成光电元件的TFT15的栅极端与第1开关元件即TFT6的漏极端连接。另外,静态存储器即存储器电路9与该TFT21的漏极端连接,电容器22与TFT20的漏极端连接。
另外,在没有该TFT20的情况下,电容器22作为纯粹的电位保持手段起作用,而在有TFT20的情况下,电容器22也可作为存储手段起作用。在后者的情况下,电位保持手段变成是TFT15的栅极的寄生电容。另外,第6开关元件即TFT25与TFT15的栅极端连接。
即如上所述,图7的有机EL8如图9(a)所示,依次层叠基板31、阳极32、空穴注入层35、空穴输运层36、发光层37、电子输运层38及阴极33,使有机EL驱动用TFT7为P型,在TFT7与GND之间插入有机EL8。
而与上不同,本实施形态的图19的有机EL(光电元件)26与其相反,依次层叠基板31、阴极33、电子输运层38、发光层37、空穴输运层36、空穴注入层35及阳极32,使有机EL驱动用TFT15与N型,在TFT15与电源VDD之间插入有机EL。
在该图19的像素电路构成的情况下,Voff约为0V,Von约为10V。另外,在图19的像素TFT电路构成中,将栅极ON电压布线(电压Von)与GND布线分开布线,而由于Voff=0V,因此栅极OFF电压布线(电压Voff)与GND布线可以共用。
图20所示为采用该图19的像素电路构成控制显示状态的方法。另外,在图20中为了进行说明起见,作为显示板的扫描线数m条,取为12条,作为用各像素显示的灰度位数K,取为4位=16级灰度。另外,C1~C12表示扫描线。
首先,将1帧期间用扫描线数12来除,作为单位期间(在图20中作为时间A表示)。然后,将各单位期间用灰度位数4来除,作为选择期间(在图20中作为时间B表示)。下面将第X单位期间的第Y选择期间记作时间X-Y。
因而,例如若设j为1以上K以下的整数,则在某一单位期间N(j)内的第p(j)个的选择期间表示为“N(j)-p(j)”。
在这种情况下,1帧期间TF由于由12×4=48个选择期间构成,因此每1级灰度的时间为48/15=3.2。所以,每1级灰度分配3个选择期间。
首先,如图20的C1所示,将与第1条扫描线连接的像素的第1位数据送出给数据布线的时间取为时间4-4。这时,与第1条扫描线连接的像素的第2位数据送出给数据布线的时间为3个选择期间后的时间5-3。再有,与第1条扫描线连接的像素的第3位数据送出给数据布线的时间为3×2个选择期间后的时间7-1。
在这阶段之前,若各位的选择期间X-Y的Y的部分重复(出现相同数字),则调整每1级灰度的选择期间数,使其不重复,使得所述Y的部分不重复。由于在上述例子中所述Y的部分不重复,因此进入下面的步骤。
即这里的“时间X-Y”意味着X单位选择期间的第Y个选择期间。在该驱动方法中,扫描线A+1的时间由于是扫描线A的时间延迟1个单位选择期间的时间,因此若该Y的部分重复,则在两条扫描线会同时产生选择期间。例如在图20中,若“4”的选择期间Y=1,则C1的“4”及C7的“3”同时产生。但是,由于不能同时对1条信号线供给不同的数据,因此不能显示。为此如上所述,要使得Y的部分不重复。所谓Y重复,是指每1级灰度分配的选择期间数不适当,因而只要将其调整即可。
然而,决定将数据写入与第一条扫描线连接的像素存储器(存储器电路9)的时间。即在图19中,由于存储器只有1位,因此将第4位的数据送出给数据布线的时间为上述Y的剩下的值2。将该第4位的数据送出的时间进行调整,使得成为从第1位数据送出给数据布线的时间大约(每1级灰度分配的选择期间数为)3×(第4位相对于第1位的权重之比)8÷(由于想大致进行2分割)2的选择期间之前,为时间1-2。这样,一面对存储器写入第4位的数据,一面显示,然后显示第1~第3位的数据,然后以存储器读出第4位的数据,进行显示。
在上述中,决定各位数据的送出时间。这样生成的时间为扫描线C1的时间。剩下的扫描线C2~C12的时间可以将该时间依次推迟单位期间生成。
图19的控制线Cibit1进行控制,使得从第1位数据送出时间至第3位显示结束时间TFT20为导通状态。
控制线Cibit2进行控制,使得TFT21符合存储器贮存的第4位(MSB)数据的显示时间,为导通状态。
另外,在图20的时间中,由于1位的权重3个选择期间乘以灰度级数(24-1)=(1+2+4+8)为45个选择期间与扫描线数12条乘以位数4即48不一致,因此引入图19所示的TFT25及对其进行开关控制的控制线Cibit3。反过来说,在扫描线数m条×位数K位与每位的选择期间×(2K-1)一致时,就不需要引入上述TFT25。
上述TFT25的源极与TFT15的栅极连接,漏极与GND连接,使流过有机EL26的电流为零。如图20所示,在上述TFT20及21为不导通状态时,TFT25为导通状态。
如上所述进行扫描的结果,在图20的C1~C12中用矩形框包围所示的图形表示与各扫描线连接的像素在什么时间进行哪一位的显示。
这样,通过每个像素具有存储器、能够与该存储器存储的数据独立进行控制的电容器、以及复位手段,与图11所示的分时灰度控制相比,有下列一些优点。
(1)不需要对电源VDD进行控制。
(2)发光时间能够占1帧期间的90%以上。
另外,作为解决动态图像虚轮廓的措施,具有与图11相同的效果。
另外,在图19中,与电容器22串联插入了TFT20,但该TFT20也可以没有。即存储器电路9若是静态存储器,则判断在TFT21为ON时,电容器22贮存的电荷对静态存储器电路的输出电压影响到什么程度,若减少电容器22的电容量,使其没有影响,或者在TFT21与静态存储器之间接入电容量大于上述电容器22的电容器,则上述TFT20不一定需要。
另外,也可以用电容器代替静态存储器。
图21为该例子,即本发明的存储手段98由TFT Q23及电容器100构成,电位保持手段99由TFT Q24及电容器101构成。
因而,采用该图21的构成也能够实现与图19相同的驱动方法。
(实施例8)下面根据图22至图25说明采用本发明像素电路的驱动方法的其它实施形态。另外,为说明方便起见,对于具有与所述实施形态附图所示构成部分相同功能的构成部分,附加相同的符号,并省略其说明。
图22所示为本实施形态所用的像素的电路构成。
即图19的由静态存储器构成的存储器9为1位构成,而与此不同的是,相应的图22的由静态存储器构成的存储器电路18(为了画图方便,图22为2位构成)为多位存储器电路构成的例子,在分别由静态存储器构成的存储器电路18及存储器电路(第1存储器元件)17与有机EL驱动用TFT 15的栅极之间,配置位控制用TFT61及62。
这里,计算不用图19有的TFT25的条件并采用该条件。首先,找出各位分配的时间X-Y的Y在低位灰度不互相重复的条件。
根据研究的结果,在具有2位存储器时,若5位灰度以下能简单求出。
即若是4位灰度,则如图23的(2)~(6)所示,若每1级灰度为1、2、3、4、5、6……个选择期间,除了4的倍数以外,则什么都行。而图23的(1)所示为图20中的时间A及时间B表示的第X单位期间(用1~21表示)的第Y选择期间(用1~4表示)。下面由于已经知道每1级灰度的选择期间数,因此研究能够显示多少扫描电极数。
图23的(2)的情况是16级灰度显示所需要的选择期间数为(16级灰度-1)×1=15个选择期间,而这由于不是位数4的倍数,因此不能实现图19那样不用TFT25的情况。所以知道,作为13级灰度显示要使得,灰度级数-1为4的倍数,所需要的选择期间数为(13级灰度-1)×1=12个选择期间,扫描线若为12/4=3条就行。这时,最大灰度位的权重为5级灰度。
图23的(3)的情况是16级灰度显示所需要的选择期间数为(16级灰度-1)×2=30个选择期间,而这由于不是位数4的倍数,因此同样可知,作为15级灰度显示要使得灰度级数-1为4的倍数,所需要的选择期间数为(15级灰度-1)×2=28个选择期间,扫描线若为28/4=7条就行。这时,最大灰度位的权重为7级灰度。
图23的(4)的情况是16极灰度显示所需要的选择期间数为(16级灰度-1)×3=45个选择期间,而这由于不是位数4的倍数,因此同样可知,作为13级灰度显示要使得灰度级数-1为4的倍数,所需要的选择期间数为(13级灰度-1)×3=36个选择期间,扫描线若为36/4=9条就行。这时,最大灰度位的权重为5级灰度。
图23的(5)的情况是16级灰度显示所需要的选择期间数为(16级灰度-1)×5=75个选择期间,而这由于不是位数4的倍数,因此同样可知,作为13级灰度显示要使得灰度级数-1为4的倍数,所需要的选择期间数为(13级灰度-1)×5=60个选择期间,扫描线若为60/4=15条就行。这样,最大灰度位的权重为5级灰度。
图23的(6)的情况是16级灰度显示所需要的选择期间数为(16级灰度-1)×6=90个选择期间,而这由于不是位数4的倍数,因此同样可知,作为15级灰度显示要使得灰度级数-1为4的倍数,所需要的选择期间为(15级灰度-1)×6=84个选择期间,扫描线若为84/4=21条就行。这时,最大灰度位的权重为7级灰度。
结果,对于每一单位期间的选择期间数4,若+1(1级灰度=1个选择期间,1级灰度=5个选择期间)及+2(1级灰度=2个选择期间,1级灰度=6个选择期间)可以由-1(1级灰度=3个选择期间)及-2(1级灰度=2个选择期间,1级灰度=6个选择期间)也行。
另外,所得到的灰度数也规定为,在+1及-1时为12级灰度,在+2时为15级灰度。
这样,若第1位~第2位分配的时间X-Y的Y的时间决定,扫描线数决定,则乘下的第3位~第4位被分配的时间X-Y的Y的时间,其对应的灰度显示期间的适当的(Y相互不重复)时间能够设定。
这样设定时间之后,在帧期间的最初部分具有使最大位即第4位被分配的期间的(包含第4位的数据重写期间)大概一半以单位期间为单位,以此作为解决动态图像虚轮廓的措施。
另外,如图23的(3)所示,在第3位的数据重写期间不在第3位被分配的期间的最前面时,从该重写期间以单位期间为单位切出时间,使其移动至最大位即第4位分配的前半期间中。
这样,将图23重画就得到图24。
这样生成的时间为图20的扫描线C1的时间。剩下的扫描线C2~C12的时间可以将该时间依次推迟单位期间大小而生成。
同样,若是5位灰度,则如图25的(2)~(5)所示,若每一级灰度为1、2、3、4…个选择期间,除了5的倍数以外,则什么都行。下面,由于已要知道每1级灰度的选择期间数,因此研究能够显示多少扫描电极数。
图5的(2)的情况是32级灰度显示所需要的选择期间数为(32级灰度-1)×1=31个选择期间,而这由于不是位数5的倍数,因此不能实现图19那样不用TFT25的情况。所以知道,作为31级灰度显示要使得成为5的倍数,所需的选择期间数为(31级灰度-1)×1=30个选择期间,扫描线若为30/5=6条就行。这时,最大灰度位的权重为15级灰度。
图5的(3)的情况是32级灰度显示所需要的选择期间数为(32级灰度-1)×2=62个选择期间,而这由于不是位数5的倍数,因此同样可知,作为31级灰度显示要使得灰度级数-1为5的倍数,所需要的选择期间数为(31级灰度-1)×2=60个选择期间,扫描线若为60/5=12条就行。这时,最大灰度位的权重为15级灰度。
图25的(4)的情况是32级灰度显示所需要的选择期间数为(32级灰度-1)×3=96个选择期间,而这由于不是位数5的倍数,因此同样可知,作为31级灰度显示要使得灰度级数-1为5的倍数,所需要的选择期间数为(31级灰度-1)×3=90个选择期间,扫描线若为90/5=18条就行。这时,最大灰度位的权重为15级灰度。
图25的(5)的情况是32级灰度显示所需要的选择期间数为(32级灰度-1)×4=124个选择期间,而这由于不是位数5的倍数,因此同样可知,作为31级灰度显示要使得灰度级数-1为5的倍数,所需要的选择期间数为(31级灰度-1)×4=120个选择期间,扫描线或为120/5=24条就行。这时,最大灰度位的权重为15级灰度。
该5位灰度显示的情况也与4位灰度显示的情况相同,这样,若第1位~第3位分配的时间X-Y的Y的时间决定,扫描线数决定,则剩下的第4位~第5位被分配的时间X-Y的Y的时间,其对应的灰度显示期间的适当的(Y相互不重复)时间能够设定。
另外,若使最大位即第5位被分配期间的(包含第5的数据重写期间)大概一半的单位期间为单位在帧期间的最初部分具有,则成为解决动态图像像虚轮廓的措施。
另外,本发明的基板也可以具有第1布线、第1端子与所述第1布线连接的第1开关元件、与所述第1开关元件的第2端子电气连接的第1存储器元件、以及与所述第1开关元件的第2端子电气连接的光电元件而构成。
另外,本发明的基板也可以具有第1布线、第1端子与所述第1布线电气连接的第1开关元件、与所述第1开关元件的第2端子电气连接的第1存储器元件、与所述第1开关元件的第2端子电气连接的电位保持手段、以及与所述第1开关元件的第2端子电气连接的光电元件而构成。
另外,本发明的基板也可以这样构成,即在上述构成中,上述第1存储器元件是由第2开关元件与存储1位大小的数据用的存储元件构成的。
与上述构成对应的构成可以举出下面的(1)~(2)的例子。即(1)每个光电元件设置第1开关元件,将该第1开关元件的源极端与数据布线连接,将所述第1开关元件的漏极端与第1存储器元件电气连接,将所述第1开关元件的漏极端与像素电极电气连接,得到这样构成的基板。
另外,每个存储手段设置第1开关元件,每个电位保持手段设置第4开关元件,将这些开关元件的源极端与数据布线连接,将漏极端与所述存储手段或电位保持手段连接,将这些存储手段或电位保持手段的输出与像素电极连接,得到这样构成的基板。
另外,将兼作为电位保持手段的液晶显示元件等光电元件与所述基板的所述像素电极连接,作为显示基板或显示装置。
另外,在这里所述的“电气连接”意味着直接或采用开关元件间接地连接。
(2)每个光电元件设置第1开关元件,将该第1开关元件的源极端与数据布线连接,将所述第1开关元件的漏极端与第1存储器元件电气连接,将所述第1开关元件的漏极端与电容器元件等电位保持手段电气连接,将所述第1开关元件的漏极端与驱动光电元件的有源元件的栅极连接,得到这样构成的基板。
另外,每个存储手段设置第1开关元件,每个电位保持手段设置第4开关元件,将这些开关元件的源极端与数据布线连接,将漏极端与所述存储手段或电位保持手段连接,将这些存储手段或电位保持手段的输出与驱动光电元件的有源元件的栅极连接,得到这样构成的基板。
另外,最好上述基板在存储手段或电位保持手段与上述有源元件的栅极之间配置第5开关元件。
另外,将有机EL等光电元件与上述基板的有源元件的源极端或漏极端连接,作为显示基板或显示装置。
另外,作为上述电容器元件,最好由电容器与第3开关元件构成,或者由电容器单体构成。
在上述电容器元件由电容器单体构成时,尽管未特别准备电容器,也可以用有源元件的栅极电容量等代替。
利用上述(1)~(2)的构成,能够以低功耗实现超过像素配置的存储器数量以上的多灰度显示。另外,能够得到适合于分时显示、容易采取解决动态图像虚轮廓措施的基板,其效果是很明显的。
在上述(1)~(2)的构成中,作为上述第1存储器元件最好由第3开关元件与存储1位大小的数据用的存储元件构成。
在用本发明的上述(1)~(2)的基板构成进行分时灰度显示时,能够采用具有对上述液晶显示元件或电位保持手段加上一连串电压的第1期间、将数据保持在上述第1存储器元件的第2期间、以及采用上述第1存储器元件的数据对所述液晶显示元件或电位保持手段加上电压的第3期间的驱动方法。
其中,通过上述第3期间在一定周期内多次出现,具有减少本发明第1问题即动态图像虚轮廓的效果。
即在PDP等采取的解决动态图像虚轮廓的措施,是通过将位权重大的数据分成几次,在位权重小的数据前后进行显示,来减少动态图像虚轮廓。但是,在PDP等为了将上述位权重大的数据多次显示,必须每一次显示进行显示扫描。
与上不同的是,若是本发明的像素具有存储器的构成,则通过将其位权重大的数据在上述第2期间每个像素保持位权重大的数据,就能不进行显示扫描,而实现在上述第3期间进行的多次显示位权重大的数据的动作。
另外,本发明的显示装置是采用上述基板的显示装置,作为上述第1~第3期间的扫描方法,可以采用下面的(3)所述的方法。即(3)可以如下所述构成设扫描电极数为m条以下,要向各像素显示的灰度级数为K位以下,将1个周期分割为m个单位期间,将各单位期间分割成K个选择期间,在第A个单位期间的第p个选择期间,将第1位的数据供给数据电极,在第B个单位期间的第q个(q≠p)选择期间,将第2位的数据供给数据电路;在构成第S个选择期间的单位期间的K个选择期间中,在其它位不使用的选择期间,将第K位的数据供给数据电极(m为正整数,K为2以上的整数,A、B、p、q、S为0以上的整数)。
即在显示板的扫描线数为m条以下、灰度显示数为K位以下时,将1帧(或场)期间分割为m个单位期间,将各单位期间分割为K个选择期间,对某一扫描线上的像素的光电元件或电位保持手段,在第A个单位期间的第p个选择期间用第1位的数据进行重写,在第B个(B=A或B≠A)单位期间的第q个(p≠p)选择期间用第2位的数据进行重写,在第C个(C≠B,C≠A)单位期间的第r个(r≠q,r≠p)选择期间用第3位的数据进行重写,……,这样反复进行下去,能够使其对该扫描线上的像素的第1存储器元件,在构成第s个(s<r,s<q,S<p)选择期间的单位期间的K个选择期间中其它位不使用的选择期间,用K位(最大权重的位)进行重写。
这时,上述第1位的数据给予像素的光电元件或电位保持手段的时间与第1位的权重或正比,上述第2位的数据给予像素的光电元件或电位保持手段的时间与第2位的权重大致成正比。
另外,从第1存储器元件读出最高位数据并给予上述像素的光电元件或电位保持手段的时间控制是利用与所述重写手段分开的独立的手段进行的。
由于具有该独立手段,因此上述最高位的数据给予像素的光电元件或电位保持手段的时间与最高位的权重大致成正比。
根据上述扫描方法,能够提高分时灰度显示在1帧期间内的显示期间的比例,能够增加辉度及提高效率,其效果是明显的。
在上述(1)~(2)的构成中,最好在电位保持手段与OFF辉度设定布线之间设置第6开关元件。利用该构成,如实施形态7所示,与不具有该构成的实施形态8相比,能够实现更自由的显示控制。
另外,本发明的基板是每个光电元件具有第1存储元件的基板,也可以将所述光电元件的电源布线与所述第1存储器元件的电源布线分开设置而构成。
作为上述构成,可以举出下面的(4)~(5)的例子,即(4)是具有与液晶显示元件等光电元件连接的像素电极及对该像素电极加上电压的第1存储器元件的基板,可以作为上述第1存储器元件具有控制与ON辉度设定布线之间导通或不导通状态的ON控制TFT(晶体管)及控制与OFF辉度设定布线之间导通或不导通状态的OFF控制TFT(晶体管)的基板。
另外,将液晶显示元件等光电元件与上述基板的上述像素电极连接,可以作为显示基板或显示装置。
上述ON辉度设定布线及OFF辉度设定布线的电压最好与上述光电元件的电源电压能够分别独立设定。
(5)是具有驱动有机EL等光电元件用的有源元件(驱动用TFT(晶体管))及与该有源元件(驱动用TFT(晶体管))的栅极连接第1存储器元件的基板,可以作为上述第1存储器元件具有控制该驱动用TFT(晶体管)的栅极与ON辉度设定布线之间导通或不导通状态的ON控制TFT(晶体管)及控制该驱动用TFT(晶体管)的栅极与OFF辉度设定布线之间导通或不导通状态的OFF控制(晶体管)的基板。
另外,将有机EL等光电元件与上述基板的上述有源元件的源极端或漏极端连接,可以作为显示基板或显示装置。
上述ON辉度设定布线及OFF辉度设定布线的电压最好与上述光电元件的电源电压能够分别独立设定。
特别是在上述构成(1)~(2)的基板驱动中,若设显示灰度数为K位,则各像素在1帧(或场)期间能够重写K次。因此,最好降低向信号布线传送的电压,在像素设置电压变换电路。
另外,由于输入的数据是以像素为单位的数据,因此为了使得能够将它以位为单位传送数据,显示基板或显示装置最好具有从CPU等向显示装置引入要显示的图像(或文字)数据的像素外SRAM(静态随机存储器)、从该SRAM同时输出1行大小的显示数据用的布线、以及将从该布线得到的数据按每个像素存储用的像素内存储器(像素存储器)。
另外,按照以往以行为单位输入像素数据时,最好采用移位寄存器及锁存器,在1行期间以位为单位输出像素数据,将该位数据取入像素配置的存储器及像素(显示区域)外配置的存储器(SRAM)。特别是最好在像素配置所需要的一部分存储器,剩下的配置在像素外,像素外配置的存储器的数据用像素配置的电位保持手段取入。根据该构成,像素仅仅配置显示所需要的位的一部分,就能够进行具有所需要的显示品位的多灰度显示。另外,由于像素配置了存储器,像素外配置的存储器数量减少了这一部分,因此能够减少像素(显示区域)外的区域,是比较理想的。
另外,由于上述构成(1)~(2)的第1存储器元件直接与光电元件或与驱动光电元件用的开关元件(TFT、晶体管)连接,因此最好在上述手段4~5的构成中,能够将上述第1存储器元件的输出电压与上述电光元件的电源电压分开独立设定。
另外,上述SRAM可以与上述像素存储器及上述TFT用相同工艺形成,也可以将用不同工艺形成的元件在形成后再连接。
即可以用相同的Poly-Si TFT工艺或CGS TFT工艺形成上述SRAM、上述像素存储器及上述TFT,另外也可以用Poly-Si TFT工艺或CG STFT工艺只形成上述像素存储器及上述TFT,而上述SRAM用单晶半导体工艺形成,然后将它们连接。
另外,上述CPU可以与上述SRAM分别制造,也可以将CPU与SRAM一体形成。
如上所述,显示装置每个像素具有像素存储器,将该像素存储器的输出对驱动用TFT加上栅极电压,然后用该驱动用TFT来驱动自发光元件,在所述显示装置中,最好具有像素存储器的输出电压不变动的电路构成,或将将该像素存储器的输出电压变换为适当的ON电位(图8中为-5V以下)与OFF电位(图8中为5V以上)用的电路构成。
因此比较有效的电路构成是通过开关元件对该驱动用TFT的栅极、给予应加在该栅极上适当的ON电位的ON电极、以及给予应加在该栅极上适当的OFF电位的OFF电极进行切换的电路。
对该驱动用TFT的栅极应加的电位是ON电位还是OFF电位,只要在每个像素设置的存储器设定即可。
特别最好是该存储器电路的输出端给予上述ON/OFF电位的电路构成。
根据上述构成,每个像素具有存储器的光电元件的显示能够稳定,能够抑制辉度差异的影响,其效果是明显的。
另外,本发明的基板也可以这样构成,使得在上述构成中,每点像素(点)具有存储器功能,具有将与所述像素(点)存储器不同的第2存储器元件存储的显示数据同时传送给多个不同像素(点)存储器用的布线。
另外,本发明的基板也可以这样构成,使得在上述构成中,每个像素(点)具有存储器功能,具有与所述像素(点)存储器不同的第2存储器元件。
在上述构成(1)~(2)中,每个像素设置的存储器的重写,比较有效的是将像素外部设置的SRAM贮存的数据进行传送。在这种情况下,上述那样的像素存储器的输出电压不变动的电路构成也最好不是采用图31或图32那样的电容器的电路构成,而是采用上述构成的静态存储器的电路构成。
另外,也可以将所需要的存储器(SRAM)的一部分配置在像素,其余的配置在像素外。
该SRAM也可以是由单晶硅工艺形成的IC,或用Poly-Si TFT工艺形成的电路。该SRAM具有相应于显示装置点数为横m×长n(对于黑白是像素数=点数,而对于彩色是1个像素由RGB 3点构成,1个像素=3点来计算)的存储器,具有与显示装置的1行大小的点数对应的输出布线,以代替SEG一侧的驱动电路(驱动器电路)。
如果这样,由于能够将从外部以像素为单位输入的数据,按照上述驱动方法,以位为单位从SRAM直接对于1列大小的数据并行传送至像素存储器,因此与图28所示通过信号线驱动器的情况相比,能够省掉从SRAM向信号线驱动器电路传送数据所耗费的时间及功率,特别是在本发明的手段1~2中,能够实现低功耗。
根据上述构成,能够从形成要显示的图像数据的SRAM将要显示的1行大小的图像数据直接传送给图像存储器,能够省掉将数据传送至SEG一侧驱动电路(驱动器电路)用的功耗,能够实现低功耗,其效果是明显的。
为了实现上述第1目的用的本发明的第1手段,在进行分时灰度显示的显示装置中可以作成这样的构成,对每个光电元件使存储手段及电位保持手段对应,采用所述存储手段及所述电位保持手段的输出来控制所述光电元件的显示。
在该构成中,为了上述第1目的即显示画面配置多个光电元件进行分时灰度显示时抑制动态图像虚轮廓的发生量,使具有大权重的位数据(1位也好,多位也好,是每个光电元件配置的存储器个数以内的位数)存储在存储手段,在利用电位保持手段将剩下的位数据进行分时灰度显示的间隙,将所述存储手段存储的位数据加以分割显示。这样,能够将连续显示的灰度数据的最大长度缩短,抑制动态图像虚轮廓的发生量。
将所述存储手段存储的位数据加以分割显示的情况,其中有一种情况是用所述存储手段的输出控制所述电位保持手段的电位,再用该电位保持手段的电位控制所述光电元件,还有一种情况是用开关元件切换所述电位保持手段与所述存储手段的输出,然后用该切换的电位控制所述光电元件。作为该开关元件有液晶显示器等使用的TFT元件等。
在有多个该存储手段时,在进行上述灰度显示以外,还可以用开关元件切换该多个存储手段及电位保持手段,将该输出给予光电元件,通过这样来切换显示多个图像。该功能由于显示装置的外部CPU等信号源即使不接通电源也能够实现。因此对于实现显示装置的低功耗是有效的。
为了实现上述第2目的所用的本发明的第1手段,可以作为这样的构成,对每个光电元件使存储手段与电位保持手段对应,采用所述存储手段及所述电位保持手段的输出来控制所述光电元件的显示。
该构成为了实现上述第2目的即大于每个光电元件配置的存储器数的多灰度显示,每个光电元件除了存储器以外(也可减少1个存储器),还设置电位保持手段。然后,通过将多个位数据分时取入该电位保持手段,能够得到(所述存储器数+1)位灰度以上的显示。
在并用这种情况的上述存储手段及电位保持手段的灰度显示方法中,有上述的分时灰度显示方法及如下所述的模拟灰度显示方法。在模拟灰度显示方法中,用时利用所述存储手段及所述电位保持手段,产生电压或电流,给予所述光电元件进行灰度显示。
在这种情况下,为了进行多灰度显示,并不是必须要配置对于所述光电元件显示数据是作为所述存储手段的还是作为所述电位保持手段的进行切换用的开关元件。但是,为了能够切换显示多个图像,最好配置开关元件。
另外,这种情况有两种,一种是下面的将给予所述电位保持手段的位数据从像素(显示区域)外配置的存储器取入,另一种是从除此以外的CPU等外部信号发生器取入。
为了实现上述第3目的的本发明的第1手段,在像素(显示区域)外配置存储器的显示装置中可以作为这样的构成,对每个光电元件使存储手段与电位保持手段对应,采用所述存储手段及所述电位保持手段的输出来控制所述光电元件的显示。
该构成为了上述第3目的即减少像素(显示区域)外配置的存储器量,在像素配置一部分存储器。为了同时用该像素外的存储器及像素配置的存储器进行灰度显示,在像素设置电位保持手段,将像素外的存储器数据分时取入,进行灰度显示。
在这种情况下,特别是由于即使显示装置外部的CPU等信号源不接通电源,也能够进行多灰度的多图像显示切换,因此对于显示装置的低功耗是有效的。
因而,作为上述存储手段可以采用即使切断电源数据也不消失的FRAM那样的非易失性存储器、接通电源期间数据不消失(将两个CMOS反相器相互的输出返回至输入)的SRAM那样的静态存储器、或者在几帧期间内数据不消失的电容器那样的动态存储器的构成。
特别如果是为了达到上述第1目的,则作为上述存储手段可以是采用简单的电容器的动态存储器构成。
另外,由于上述电位保持手段可看成是暂时保持外部输出的数据的存储器,因此也可以采用上述非易失性存储器或静态存储器。但是,由于实际上保持数据的时间很短,因此最好采用构成简单的电容器。
本发明所用的光电元件有液晶元件或自发光元件中带有驱动该自发光元件用的有源元件而构成的元件。
特别是采用液晶作为光电元件时,由于液晶本身是电容器,因此可以兼作为上述电位保持手段。在这种情况下,并不一定发现有电位保持手段。
另外,在采用自发光元件中带有驱动该自发光元件用的有源元件的构成作为光电元件时,由于有源元件与上述电位保持手段之间还有寄生电容,因此有时将上述电位保持手段本身就看成是寄生电容。在这种情况下,并不一定发现有电位保持手段。
也可以使用液晶显示器等使用的TFT元件等作为该有源元件。
这样的构成在形成显示装置的TFT基板阶段已经知道。将光电元件做入该基板的规定电极,就成为显示基板。
上述本发明的第1手段在显示基板上配置多个光电元件的构成中是有效的。对于将数据从显示基板外部送入与该多个光电元件对应的存储手段或电位保持手段的构成,有一种方法是每个存储手段及电位保持手段设置布线,另一种方法是1条布线配置多个存储手段或电位保持手段。
在后者的方法中,必须在所述布线与所述存储手段或电位保持手段之间接入新的开关元件。作为这样构成的代表例子有矩阵结构。
即在显示基板上形成多条第1布线(数据线或源极线)、以及在与该第1布线相交交叉方向配置的多条第2布线(扫描线或栅极线),将所述光电元件、存储手段及电位保持手段配置在该经1布线与第2布线交叉处的附近,在该第1布线与存储手段和电位保持手段之间配置第1开关元件。
该第1开关元件具有TFT那样的三端结构,采取的构成是其第1端(源极端)与所述第1布线连接,其第2端(漏极端)与所述光电元件、存储手段及电位保持手段直接或间接连接,其第3端(栅极端)与所述第2布线连接。
上述构成按照第1开关元件的第2端(漏极端)与所述光电元件、存储手段及电位保持手段是以什么样的关系连接,可以提出多种构成的方案。
即作为该第1构成可以提出的方案是每个光电元件设置第1开关元件的构成。然后。将该第1开关元件的第1端(源极端)与第1布线(数据线连接),将所述第1开关元件的第2端(漏极端)与存储器元件等存储手段电气连接。另外,将该第1开关元件的第2端(漏极端)与电容器元件等电位保持手段电气连接,将所述第1开关元件的第2端(漏极端)与光电元件连接。
这里,所谓将第1开关元件的第2端(漏极端)与存储器元件等存储手段电气连接,是将存储器元件等存储手段与第2开关元件串联连接,再与上述第1开关元件的第2端(漏极端)连接。在这种情况下,在上述存储手段为静态存储器元件时,最好上述第2开关元件介于第1开关元件的第2端(漏极端)与存储手段之间,另外,在上述存储手段为包含强电介质存储器的电容器时,上述存储手段也可能介于第1开关元件与第2开关元件之间。
另外,所谓将上述第1开关元件的第2端(漏极端)与电容器元件等电位保持手段电气连接有两种情况,一种情况是与上述存储手段相同,将第3开关元件串联连接,另一种情况是(电位保持手段是电容器时)不用第3开关元件而直接连接。
在前者的构成中,由于不利用存储手段的电位对电位保持手段的电位进行充电,因此具低功耗的效果。在后者的情况下,由于不需要配置第3开关元件,因此具有的效果是可以将这部分作为配置其它元件的空间。
在上述构成中,根据上述存储元件及电位保持手段的输出产生电压或电流,给予所述光电元件进行显示。
在这种情况下,能够利用所述第2开关元件或第3开关元件等切换所述存储手段或电位保持手段的输出,产生给予所述光电元件的电压或电流,进行多灰度显示或多图像显示的切换。
在这种情况下,为了进行多灰度显示,可以采用分时灰度显示方法,即在与所述存储手段或电位保持手段保持的数据位的权重成正比的期间,将所述存储手段或电位保持手段的输出给予所述光电元件。
另外,尽管不采用上述分时灰度显示,也可以产生与所述存储手段或电位保持手段保持的数据位的权重成正比的电压或电流,给与所述光电元件。
所为该第2构成可以提出的方案是对应于存储手段设置第1开关元件、对应于电位保持手段设置第4开关元件的构成。然后,将该第1开关元件的第1端(源极端)与第1布线(数据线)连接,所述第1开关元件的第2端(漏极端)与存储器元件等存储手段连接。将该第4开关元件的第1端(源极端)与第1布线(数据线)连接,所述第4开关元件的第2端(漏极端)与电容器元件等电位保持手段连接。
在上述构成中,也可根据上述存储元件及电位保持手段的输出产生电压或电流,给予所述光电元件进行显示。
在这种情况下,为了切换所述存储手段或电位保持手段的输出,产生给予所述光电元件的电压或电流,进行多灰度显示或多图像显示,在上述存储手段或电位保持手段与光电元件之间需要第5开关元件。
在这种情况下,为了进行多灰度显示,可以采用分时灰度显示方法,即在与所述存储手段或电位保持手段保持的数据位的权重成正比的期间,将所述存储手段或电位保持手段的输出给予所述光电元件。
另外,尽管不采用上述分时灰度显示,也可以产生与所述存储手段或电位保持手段保持的数据位的权重成正比的电压或电流,给与所述光电元件。
作为上述光电元件,可以考虑液晶元件或在电源与接地之间串联插入自发光元件与有源元件(TFT元件)的构成。
上述本发明的第1手段,由于在采用存储元件的显示装置中降低功耗的效果大,因此最好采用有机EL那样的发光效率好的器件作为自发光元件。
这样,为了采用本发明的第1手段来实现第1目的,在本发明的显示装置中,能够这样构成,对于与每条扫描线并排的像素,以与每帧期间应显示的数据的灰度相应的时间在水平扫描期间内加上电压,通过这样产生与该灰度相应的光电变化量,显示相对于该帧期间的数据,在具有这样的光电元件显示装置驱动方法中,在1帧期间内依次设置第1、第2及第3期间,同时在1帧期间内在上述第3期间之前设置数据保持期间,在上述第1期间,以最大灰度(最大权重位)的数据对应的时间对上述光电元件加上电压,在上述数据保持时间,将上述最大灰度的数据保持在第1存储器元件,在上述第2期间,以小于最大灰度的数据对应的时间对上述光电元件加上电压,在上述第3期间,以上述第1存储器元件保持的最大灰度的数据所剩余的时间所对应的时间对上述光电元件加上电压。
利用上述构成,对于最大灰度的数据所加的电压,在1帧期间内分成几次进行,在这之间夹有对于小于最大灰度的数据所加电压的期间。而且,这时将对于最大灰度的数据对光电元件所加的第1次的电压,保持在第1存储器元件,在第2次以后,不另外从外部输入,而是从该第1存储器元件取出电压。
因此,通过在第2期间每个像素保持位权重大的数据,就能够不进行显示扫描而实现在第3期间进行的多次显示位权重大的数据的动作。所以,能够不是每一次显示都进行显示扫描,抑制动态图像虚轮廓的发生。
作为采用本发明的第1手段的分时灰度显示方法之一例所示的驱动方法能够这样构成,是对于与每条扫描线并排的像素,以与每帧期间应显示的数据的灰度相应的时间在水平扫描期间内加上电压,通过这样产生与该灰度相应的光电变化量,显示相对于该帧期间的数据,在具有这样的光电元件的显示装置驱动方法中,设扫描线数为m条,各像素显示的灰度位数为K,将1帧期间分割为m个单位期间,将各单位期间分割为K个选择期间,在水平扫描期间内将某一扫描线上像素的光电元件内的数据进行重写时,设j为1以上K以下的整数,p(j)(这里j=1、2、3、…K-1)及p(K)分别为1以上K以下的互相不同的整数,对于所有的j,将第j位的数据在某一单位期间N(j)内的第p(j)个选择期间的时间供给光电元件,将第K位的数据在某一单位期间N(K)内的第p(K)个选择期间的时间供给第1存储器元件,然后从该第1存储器元件供给光电元件。
利用上述构成,最大灰度(最大权重位)的数据在1帧期间内的某一单位期间的某一选择期间的时间供给第1存储器元件,然后将第1存储器元件保持的该最大灰度的数据所对应的电压加在光电元件上。即将最大灰度数据所对应的电压保持在第1存储器元件,在对光电元件加上电压时,不是从外部输入,而且从该第1存储器元件取出电压。
因而,通过每个像素保持位权重大的数据,就能够不进行显示扫描而实现进行多次显示位权重大的数据的动作。所以,能够不是每一次显示都进行显示扫描,抑制动态图像虚轮廓的发生。
另外,在采用本发明的第1手段的分时灰度显示方法中,最好是在上述电位保持手段与OFF辉度设定布线之间设置第6开关元件的构成。
在电位保持手段与光电元件(不通过开关元件)直接连接时,在上述第1构成中,利用从上述存储手段读出的电压,上述电位保持手段变化,利用该电位保持手段控制光电元件所加的电压或电流。因此,采用上述第6开关元件,使所述电位保持手段的电位设定为OFF辉度电位。
另外,在电位保持手段通过开关元件与光电元件连接时,由于有寄生电容,同样也最好采用上述第6开关元件,使所述寄生电容的电位设定为OFF辉度电位。
通过这样采用上述第6开关元件,使电位保持手段或寄生电容保持的电荷进行放电,能够按照最大灰度的权重,调整与上述最大灰度的数据对应的电压加在光电元件上的时间。
在上述说明中,是对像素配置的存储器仅仅存储最高位的数据的驱动方法进行了说明,但是动态图像虚轮廓的发生量与该未被分割的最高位的权重成正比。因而,仅仅最高位分割,还会发生下一位的权重大小的动态图像虚轮廓。
因此在本发明中,最好尽可能多使用像素配置的存储器进行上述分时灰度显示。
另外,本发明的第1手段不是仅仅对上述分时灰度有效。本发明的第1手段还能够实现本发明的第2目的,即实现比像素配置的存储器个数多的位数的灰度显示。
作为这样的多灰度显示方法的第1构成能够这样构成,即采用多个电容器,利用上述存储元件或电位保持手段对这些电容器一端所加的电压进行电源电压或接地电位的2值控制,通过这样对作为目标的光电元件加上多级电压。
例如,在光电元件为液晶元件时该方法是,其一端与相对电极连接,将多个电容器与另一端连接,利用上述存储手段或电位保持手段的输出,对该多个电容器的另一端所加的电压进行控制,使其是与相对电极相同的电压还是不同的电压,使液晶所加的电压进行多级变化。
在这样驱动液晶时,由于液晶的响应速度慢,因此即使分时加上电压,呈现的还是与该平均电压对应的显示状态,因此原本不发生动态图像虚轮廓。即在液晶中采用本发明的手段1时,其目的不是在于抑制动态图像虚轮廓,而是在于充分利用像素配置的有限数量的存储器,以得到更多级灰度显示。
另外,例如配置电容器代替上述液晶元件,将上述电压给予自发光元件(有机EL)供给电流用的TFT(有源元件),通过这样也能够控制流过光电元件的电流。
另外,可以设置多个对自发光元件(有机EL)供给电流用的TFT(有源元件),利用上述存储手段或电位保持手段的输出对各TFT进行2值控制,也能够使供给自发光元件(有机EL)的电流进行多级变化。
在这种情况下,由于有机EL的响应速度快,因此利用分时供给的电流会发生动态图像虚轮廓,而在这种情况下除了达到抑制动态图像虚轮廓的第1目的以外,还达到充分利用像素配置的有限数量的存储器以得到更多级灰度显示的第2目的。
另外,本发明的手段能够这样构成,显示装置具有与液晶显示元件或自发光元件(有机EL)等光电元件连接的像素电极、以及对该像素电极加上电压的第1存储器元件,将上述光电元件的电源电压与作为决定对上述光电元件所加电压的开关时间的信号而加在上述第1存储器元件的开关电压作为分开的另外电源。
利用上述的构成,光电元件的电源电压与第1存储器元件所加的开关电压作为分开的另外电源。因而,光电元件的电源电压即使变化,第1存储器元件所加的电压也不变化。所以,加上上述构成的效果,在驱动用TFT那样的上述第1存储器元件的驱动元件的栅极电压V与流过有机EL等自发光元件那样的上述光电元件电流I的关系中,能够抑制V-I特性的变化,特别是自发光元件,能够得到稳定的辉度特性。
另外,本发明的显示装置是上述显示装置驱动方法中所用的显示装置,最好具有将外部输入的数据变换为按每列扫描的上述像素数据用的第2存储器元件。
利用上述的构成,能够将以像素为单位送来的位数据,在按上述驱动方法所需的时间,从第2存储器元件直接将1列大小的数据并行传送给像素。另外,使其具有该数据变换所需要的控制器电路,通过这样能够使用时不必注意上述驱动方法。另外,通过从SRAM等第2存储器元件直接写入像素存储器,就没有必要从第2存储器元件将数据向信号线驱动器(SEG驱动器)串行传送。所以,加上上述构成的效果,与通过信号线驱动器的情况相比,可以省掉从SRAM等向信号线驱动器传送数据所耗费的时间及功率,因此能够节能,实现整个显示装置的低功耗。
以前,输入至液晶显示装置等显示器的图像数据是模拟数据。为此,即使是现在的数字数据采用对每个像素将相当于显示灰度数的位数据一起输入的构成。该构成即使是从CPU向视频RAM送来的数据也相同。另一方面,本发明的第1目的产生的分时灰度时,每位进行显示扫描。因此必须将该每像素送来的输入数据变换为每位显示的分时显示用数据。
因此,在本发明的手段2中,为了上述数据变换,可以在显示区域(像素)外具有与显示画面的各光电元件的配置所对应的第2存储器元件(存储器阵列)。
在从显示装置外部用CPU随机地将1个像素大小的数据写入上述第2存储器元件的构成中,上述存储器阵列配置的存储器数最好仅仅与各光电元件显示的灰度级数对应配置。
但是,对于从显示装置外部将一行大小的数据串行送来的输入信号,最好将一行大小的所述数据保持在行存储器等,将与各像素对应的位数据在像素配置的第1存储器元件与像素(显示区域)外配置的第2存储器元件之间分配进行存储。
利用上述的构成,能够实现本发明的第3目的。
即根据像素配置的第1存储器元件数,将像素(显示区域)外配置的第2存储器元件数减少这部分数量,能够以更小的基板尺寸实现能够显示输入的灰度数大小的数据的显示装置。
在这种情况下,像素(显示区域)外配置的第2存储器元件的数据分时取入像素配置的电位保持手段,通过这样与像素配置的第1存储器元件相同,反映在光电元件显示中。
另外,在上述构成中,由于像素内配置A位存储器元件,像素外配置B位存储器元件,因此存在共计(A+B)位的显示数据。虽然所有的存储器元件未必能够保持独立的数据,但用这些显示数据也可能存储多个图像。
例如,在上述(A+B)位中,设1位大小用于数据交换,不能保持独立的数据,若用剩下的(A+B-1)位的数据,如果每个光电元件是1位的图像数据,则不从外部重新取入数据,能够切换显示(A+B-1)个图像。
这意味着,不使显示装置外部的CPU等电路工作(不接入电源)能够实现。这意味着,若上述(A+B-1)位的范围,则在便携式终端等能够用动态图像显示简单的等待接收画面等,因此该构成在那样的便携式终端设备上是有效的。
另外,在用自发光元件作为光电元件时,如果使用这样的低功耗功能,则比较有效的是使用发光效率好的有机EL。
如上所述,通过采用本发明的像素具有存储手段(存储器)及电位保持手段(电容器)的构成,能够进行像素配置的存储器个数以上的灰度显示。另外,通过切换像素配置的多个存储器进行显示,即使不重新从外部得到数据,也能够切换显示多个图像。另外,将与最大灰度的数据对应的电压保持在第1存储器元件,将对于该数据的电压施加时间加以分割加上电压,能够减轻动态图像虚轮廓。
另外,通过采用这样的存储器元件,即使以往不能驱动的情况也能够驱动,能够开发新的驱动方法。
特别是该像素具有存储手段(存储器)及电位保持手段(电容器)的构成中的电位保持手段适合于分时灰度显示。
若采用本发明的显示装置能够这样构成,在1帧期间内依次设置第1、第2及第3期间,同时在1帧期间内,在上述第3期间之前设置数据保持期间,在上述第1期间,将与最大灰度(最大权重位)的数据对应的电压加在上述光电元件上,在上述数据保持期间,将上述最大灰度的数据保持在第1存储器元件,在上述第2期间,以与小于最大灰度的数据对应的时间将电压加在上述光电元件上,在上述第3期间,以与上述第1存储器保持的最大灰度的数据剩下的时间对应的时间将电压加在上述光电元件上。
这样,通过在第2期间每个像素保持位权重大的数据,能够不进行显示扫描,实现在第3期间进行的显示多个位权重大的数据的动作。因此,不是每一次显示进行扫描,能够抑制动态图像虚轮廓的发生。
另外,由于能够进行超过像素配置的存储器个数以上的灰度显示,因此能够力图提高显示品位。
另外,本发明的显示装置的驱动方法能够这样构成,设扫描线数为m条,各像素显示的灰度位数为K,将1帧期间分割为m个单位期间,将各单位期间分割为K个选择期间,在水平扫描期间内对某一扫描线上像素的光电元件内的数据进行重写时,设j为1以上K以下的整数,p(j)(这里j=1、2、3、…、K-1)及p(K)分别为1以上K以下的互相不同的整数,对于所有的j,将第j位的数据在某一单位期间N(j)内的第p(j)个选择期间的时间供给光电元件,将第K位的数据在某一单位期间N(K)内的第p(K)个选择期间的时间供给第1存储器元件,然后从该第1存储元件供给光电元件。
这样,通过每个像素保持位权重大的数据,能够不进行显示扫描,实现多次显示位权重大的数据的动作。因此,不是每一次显示都进行显示扫描,能够抑制动态图像虚轮廓的发生。
另外,本发明的显示装置能够作为这样的构成,即在上述电位保持手段与OFF辉度设定布线之间设置第6开关元件。
这样的构成加上上述的构成能够这样构成,即将与上述第1存储器元件保持的最大灰度数据对应的电压暂时保持在电压保持手段,然后加在上述光电元件上。
通过用上述第6开关元件使该电位保持手段保持的电荷放电,能够按照最大灰度的权重调整与上述最大灰度的数据对应的电压加在光电元件上的时间。
另外,本发明的显示装置能够这样构成,即具有与液晶显示元件等光电元件连接的像素电极及对该像素电极加上电压的第1存储器元件,将所述光电元件的电源电压与作为决定对上述光电元件所加电压开关时间的信号而加在上述第1存储器元件的开关电压分别设置为独立的电源。
这样,即使光电元件的电源电压变化,第1存储器元件所加的电压也不变化。因此,加上上述构成产生的效果,能够得到稳定的辉度特性。
另外,本发明的显示装置能够这样构成,加上上述构成,是按照每列扫描上述像素,显示数据,具有将1列大小的数据向上述像素并行直接传送的第2存储器元件。
这样,通过从第2存储器元件直接写入像素存储器,就没有必要从第2存储器元件将数据向信号线驱动器串行传送。因此,加上上述构成产生的效果,能够省掉向信号线驱动器传送数据所耗费的时间及功率,能够实现整个显示装置的低功耗。
另外,由于将像素配置的第1存储器元件与像素(显示区域)外配置的第2存储器元件合起来,能够以需要的灰度存储数据,因此能够进行超过像素配置的第1存储器元件个数以上的灰度显示,以及能够即使不从外部取入数据,也可进行图像切换。
另外,由于像素配置一部分存储器,因此使像素(显示区域)外配置的第2存储器元件个数减少。结果,能够减少配置该存储器的区域面积,实现以更小的基板尺寸存储需要数量的数据。这具有的效果是,能够增加每块玻璃基板得到的显示板的数量,降低显示板的成本。
另外,还有的效果是,使得具有同一尺寸显示区域的显示板小型化。再有,由于只用对显示板存储的数据进行图像显示,使显示装置实现低功耗。特别是若在显示板配置的存储器范围内,则对CPU等外部装置不接通电源,也能够切换显示多个图像,因此其低功耗的效果很大。
另外,本发明的详细说明内容中提到的具体实施形态或实施例,始终只是为了阐明本发明的技术性内容,不是仅限定于那样的具体例而狭义解释的内容,在本发明的精神及下述的权利要求书范围内,是能够实现各种变换的。
权利要求
1.一种具有多个光电元件的显示装置,其特征在于,每个所述光电元件具有存储手段及电位保持手段,利用所述存储手段及所述电位保持手段的输出,控制所述光电元件的显示。
2.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,具有多个第1布线、在与所述第1布线交叉方向配置的多条第2布线、以及在所述第1布线与第2布线交叉处附近配置的所述光电元件;还具有与所述第1布线与第1端子连接的第1开关元件、与所述第1开关元件的第2端子及所述存储手段串联连接的第2开关元件、以及与所述第1开关元件的第2端子电气连接的所述电位保持手段。
3.如权利要求2所述的显示装置,其特征在于,第3开关元件与所述电位保持手段串连。
4.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,具有多条第1布线、在与所述第1布线交叉方向配置的多条第2布线、以及在所述第1布线与第2布线交叉处附近配置的所述光电元件;还具有与所述第1布线与第2端子连接的第1开关元件、与所述第1开关元件的第2端子电气连接的所述存储手段、与所述第1布线与第1端子连接的第4开关元件、以及与所述第4开关元件的第2端子电气连接的所述电位保持手段。
5.如权利要求4所述的显示装置,其特征在于,在所述光电元件与所述存储手段之间具有第5开关元件。
6.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,利用与所述存储手段连接的开关元件,对所述存储手段的输出与所述电位保持手段的输出进行切换。
7.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,在与所述存储手段或所述电位保持手段存储的数据权重对应的期间,将所述存储手段或所述电位保持手段的输出提供给所述光电元件。
8.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,产生与所述存储手段或所述电位保持手段存储的数据对应的电压,使所述光电元件显示。
9.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,产生与所述存储手段或所述电位保持手段存储的数据对应的电流,使所述光电元件显示。
10.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,在所述电位保持手段与电源布线或接地布线之间具有第6开关元件。
11.一种配置多个光电元件的显示装置,其特征在于,每个所述光电元件具有存储手段,将所述光电元件的电源线与所述存储手段的电源线分别布线。
12.如权利要求1或11所述的显示装置,其特征在于,在像素区域外侧具有存储要使所述光电元件显示的信号的第2存储手段。
13.如权利要求12所述的显示装置,其特征在于,利用所述存储手段的信号及从所述第2存储手段提供至所述电位保持手段的信号进行显示。
14.如权利要求12所述的显示装置,其特征在于,利用所述存储手段的信号及从所述第2存储手段提供至所述电位保持手段的信号切换显示多个图像。
15.如权利要求1或11所述的显示装置,其特征在于,采用有机EL元件作为所述光电元件。
16.一种便携式设备,其特征在于,是具有多个光电元件的显示装置,每个所述光电元件具有存储手段及电位保持手段,具有利用上述存储手段及上述电位保持手段的输出控制所述光电元件显示的显示装置。
17.一种便携式设备,其特征在于,是具有多个光电元件的显示装置,每个所述光电元件具有存储手段,具有将所述光电元件的电源线与所述存储手段的电源线分开布线的显示装置。
18.一种具有多个电极的基板,其特征在于,每个所述电极具有存储手段及电位保持手段,具有利用所述存储手段及所述电位保持手段的输出控制所述电极所加电压或电流的手段。
全文摘要
本发明的显示装置使存储器电路保持与最大灰度数据相对应的电压,然后对液晶元件加上与最大灰度以外的数据相对应的电压,然后从存储器将与最大灰度数据相对应的电压加在液晶元件上。在进行分时灰度显示的显示装置中,不是每一次显示均进行显示扫描,能够抑制动态图像虚轮廓的发生。
文档编号G09G3/36GK1366291SQ02102329
公开日2002年8月28日 申请日期2002年1月18日 优先权日2001年1月18日
发明者沼尾孝次 申请人:夏普株式会社
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