显示装置的制作方法

专利名称：显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示装置,并且可以应用于采用诸如有机电致发光.(EL)元 件之类的电流驱动型发光元件的显示装置。在本发明的实施例中，基本参考 电压由电阻器划分，以由此产生多个参考电压，且从该多个参考电压中选择 电压用于图像数据的数模转换处理。特别地，至少黑电平的基本参考电压由 相应的颜色数据共享，且用于接近于黑电平的中间灰度级的设置的基本参考 电压可以对于每一个颜色数据单独变化。这个特点可以使用简单配置防止由 于漂浮黑(不利的亮黑)和墨黑(sinking black)(不利的深黑)所引起的对 比度劣化。背景4支术在诸如液晶显示器之类的现有技术的显示装置中，提供伽马校正电路给 驱动液晶显示器面板的驱动器，并且由该伽马(gamma)校正电路校正输入 信号的信号电平，由此保证所期望的伽马。伽马y由公式(l)表示，其中IN 表示输入信号的信号电平，Y表示输出亮度值。在典型的显示装置中，将伽 马y设置为2.2。INocY^ ...公式(1 )关于液晶显示器等中的伽马校正，已经在日本专利公开No.2000-324508 等中建议各种改进。图15是示出采用有机EL元件的显示装置中的 一个像素配置的接线图。 在采用有机EL元件的显示装置中，将像素l以矩阵形式排列，由此形成显 示图像的显示部分。在像素1中，在电源电压VDDl和VSSl之间提供由例如p沟道MOS
晶体管形成的驱动晶体管Tr2和有机EL元件2的串联电路。在像素1中，驱 动晶体管Tr2的栅极经由晶体管Trl连接到信号线sig。当通过控制信号 VSCAN1导通晶体管Trl时，驱动晶体管Tr2的栅极连接到信号线sig，使得 信号线sig的电势保存在与驱动晶体管Tr2的栅极连接的电容器CS1中。马区 动晶体管Tr2使用依赖于该电容器CS1中保存的信号线sig的电势的栅极电 压驱动有机EL元件2。基于该驱动，像素1引起有机EL元件2发光，其亮 度依赖于施加到信号线sig的数据电压VDATA。有机EL元件2的发光特性由公式(2 )表示，其中L表示有机EL元件 2的发光亮度值，I表示有机EL元件的电流值。在公式(2)中，/ 由公式 /^户Cox.W/L表示，其中/i是驱动晶体管Tr2的迁移率，Cox是驱动晶体管 Tr2的栅极氧化膜的单位电容，W是驱动晶体管Tr2的栅极宽度，L是驱动晶 体管Tr2的栅极长度。此外，Vdata表示数据电压(输入信号的信号电平)， 而Vth表示驱动晶体管Tr2的阈值电压。LocI = ^/2-(Vdata-Vth)2…公式(2)将公式(2)应用到公式(1),使有机EL元件2的伽马y明显等于2.0。 因此，采用有机EL元件2的显示装置可以以基本上合适的伽马显示图像， 而无需伽马校正电路的提供。然而，在实际有机EL元件2中，黑端的亮度值经常从公式(2)表示的 其理想特性偏离至更高的值，这导致了对比度劣化。在下文中，该现象将被 称为漂浮黑。具体地说，在采用有机EL元件的显示装置中，将薄膜晶体管(TFT)用 作驱动晶体管Tr2。饱和区域中的TFT的IV特性由公式(3 )表示。图16是 示出TFT的IV特性的特性曲线图。在公式(3)中，Ids表示漏极电流，而 Vgs表示片册才及-源4及电压。Ids =々/2-(Vgs-Vth)2 ...公式(3)然而，特别地，TFT包括低电流区域中的次阈值区域(subthreshold region)。如图16中虚线所示，在该次阈值区域中，IV特性通常从由公式(3 ) 所表示的理想特性偏离。结果，在采用有机EL元件的显示装置中将会出现 漂浮黑现象。有机EL元件2的IL特性由公式(4 )表示。在公式(4 )中，L表示亮 度值，I表示电流，而p表示效率。<formula>formula see original document page 5</formula>式(4)理想情况下，效率p是不变的。然而，在实际中，它通常依赖于电流而 改变，并且特别在低电流区域经常变化。由于该变化，在多数情况下，效率如图17所示地降低。当在低电流端效率降低时，黑端墨黑(变深)，与漂浮 黑相反，因此对比度劣化。发明内容存在本发明用以提供允许以简单配置防止由于漂浮黑和墨黑所引起的对 比度劣化的显示装置的需求。根据本发明的实施例，提供了显示装置，其中图像数据经历数-模转化处 理以产生驱动信号，并且基于该驱动信号驱动通过将每一个都釆用电流驱动 发光元件的像素排列成矩阵而形成的显示部分。显示装置包括基本参考 电压产生电路，被配置为通过根据控制数据改变电压来产生多个基本参考 电压；多个分压器电路，每一个被配置为对图像数据中所包含的颜色数据 的相应一个，通过由电阻器划分多个基本参考电压来产生多个参考电压； 以及选择电路，被配置为对每一个颜色数据从多个参考电压中根据颜色数 据选择电压以产生驱动信号。至少黑电平的基本参考电压由相应的颜色共 享。用于接近于黑电平(在黑电平端)的中间灰度级的设置的基本参考电 压对于每一个颜色数据单独变化，使得提供至分压器电路。在该配置中，将至少与黑电平对应的基本参考电压共同地提供至多个 分压器电路，因此可以实现简化配置。另外，比与驱动信号的中心值对应 的电压更接近于黑电平的基本参考电压，都被提供给用于颜色数据的相应 一个的多个分压器电路的相应一个。这可以防止相应颜色的Y象素中的漂浮 黑和墨黑，并因此可以防止对比度劣化。根据本发明的实施例，可以使用简单的配置防止由于漂浮黑和墨黑弓1 起的对比度劣化。


图l是示出根据本发明的第一实施例的显示装置中基本参考电压产生 电路和数-模转换器的框图；图2是示出根据本发明的第 一实施例的显示装置的框图； 图3是示出图2的显示装置中的控制器和水平驱动电路的框图； 图4是用于解释图2的显示装置中伽马调整的特性曲线图； 图5是示出根据本发明的第二实施例的显示装置中的像素的接线图； 图6是用于解释根据本发明的第二实施例的显示装置中的伽马调整的 特性曲线图；图7是示出根据本发明的第三实施例的显示装置中的控制器和水平驱 动电路的框图；图8是示出图7的显示装置中基本参考电压产生电路和数-模转换器 的框图；图9是示出根据本发明的第四实施例的显示装置中控制器和水平驱动 电路的框图；图IO是示出图9的显示装置中基本参考电压产生电路和数-模转换器 的框图；'图11是用于解释根据本发明的第四实施例的显示装置中的伽马调整 的特性曲线图；图12是示出根据本发明的第五实施例的显示装置中控制器和水平驱 动电路的框图；图13是示出图12的显示装置中基本参考电压产生电路和数-模转换 器的框图；图14是用于解释根据本发明的第五实施例的显示装置中的伽马调整 的特性曲线图；图15是示出其中使用有机EL元件的像素的接线图； 图16是示出TFT的特性的特性曲线图；以及 图17是示出效率的特性曲线图。
具体实施方式
下面将参照附图，详细描述本发明的实施例。 [第一实施例] (1)实施例的配置图2是示出根据本发明的第一实施例的显示装置的框图。在该显示装 置10中，TFT等顺序地装配在诸如玻璃基板之类的绝缘基板上，使得为形成显示部分12,将红、绿和蓝像素13R、 13G和13B排列成矩阵。在显 示装置10中，在该显示部分12中的每一个像素13R、 13G和13B经由信 号线(列线)sig (sigR、 sigG、 sigB)和扫描线(行线)G分别与水平驱 动电路14和垂直驱动电路15连接。在该显示装置10中，由垂直驱动电 路15顺序地选择像素13R、 13G和13B,并且基于来自水平驱动电路14 的驱动信号设置相应的像素13R、 13G和13B的灰度级，以便显示所期望 的彩色图像。对于该显示，在显示装置10中，将分别作为红、绿和蓝的颜色数据 的图像数据DR、 DG和DB同时并行地从装置主体16输入到控制器17。 此外，由用于驱动显示部分12的扫描线G的垂直驱动电路15产生与图像 数据DR、 DG和DB同步的定时信号，。另外，为了创建一个系列图像数 据Dl,将图像数据DR、 DG和DB进行时分复用，使得图像数据D1将 与通过垂直驱动电路15的驱动匹配。基于图像数据Dl,信号线sig由水 平驱动电路14驱动。形成每一个像素13R、 13G和13B,以便除了向每一个像素13R、 13G 和13B提供对应的发光颜色的有机EL元件2之外，具有与以上描述的图 15中的像素1相同的配置。图3是详细示出水平驱动电路14和控制器17的框图。在控制器17 中，在存储控制电路19的控制下将从装置主体16输出的图像数据DR、 DG和DB顺序地存储在存储器20中。此外，图像数据DR、 DG和DB这 样经历时分复用，使得产生的数据将与信号线sig的驱动匹配，以便输出 图像数据D1。另外，控制器17中的定时产生器(TG) 21产生与图像数据D1同步 的各种定时信号并向水平驱动电路14和垂直驱动电路15输出该定时信 号。此外，控制器17中的基本参考电压产生电路22产生作为用于数-模转 换处理的参考电压的产生的基础的基本参考电压VRT、 VR至VB、以及 VRB,并向水平驱动电路14输出这些基本参考电压。水平驱动电路14向移位寄存器23输入从控制器17输出的图像数据 Dl,并向信号线sig的相应信道顺序地分发图像数据Dl (DR、 DG、 DB )。 数-模转换器24R、 24G和24B分别执行关于从移位寄存器23输出的红、 绿和蓝图像数据DR、 DG和DB的数-模转换处理，由此产生相应信号线sig(sigR、 sigG、 sigB )的驱动信号。放大器电路26RA至26RN、 26GA 至26GN和26BA至26BN分别放大来自数-模转换器24R、 24G和24B的 输出信号，并向显示部分12输出该放大信号。图l是详细示出基本参考电压产生电路22和数-模转换器24R、 24G 和24B的配置的框图。基本参考电压产生电路22依赖于从控制器17输出 的控制数据DS产生基本参考电压VRT、 VR至VB和VRB。具体地，在 基本参考电压产生电路22中，数-模转换电路(D/A ) 31根据控制数据DS 产生用于白电平的设置的基本参考电压VRT,而数-模转换电路(D/A) 32 根据控制数据DS产生用于黑电平的设置的基本参考电压VRB。另 一方面， 数-模转换电路(D/A) 33R、 33G和33B根据控制数据DS分别产生用于 红、绿和蓝的中间灰度级的设置的基本参考电压VR、 VG和VB。用于中间灰度级设置的基本参考电压VR、 VG和VB是用于调整漂浮 黑和墨黑的电压。因此，将用于设置中间灰度级的基本参考电压VR、 VG 和VB的每一个设置为比白电平与黑电平之间的中心电压更接近于黑电平 的电压。数_模转换器24R、 24G和24B从由基本参考电压产生电路22产生的 基本参考电压VRT、 VR至VB和VRB中产生用于数-模转换处理的参考 电压V0至V15。此外，数-模转换器24R、 24G和24B从依赖于图像数据 DR、 DG和DB的参考电压VO到V15中选择电压，并向信号线sig输出 所选择的电压。形成数-模转换器24R、 24G和24B，以便除了用于设置中 间灰度级的基本参考电压VR、 VG和VB之间的区别之外具有相同的配置， 用于产生参考电压VO到V15。因此，在下面，将详细描述红的数-模转换 器24R,并省略其它数-模转换器24G和24B的重叠描述。参考电压VRT、用于黑电平设置的基本参考电压VRB、和用于中间灰度 级设置的基本参考电压VR，以由此产生参考电压VO到V15。具体地说， 在参考电压产生电路35中，通过串联的每一个具有预定阻抗值的预定数 目的电阻器R1到R15的互相连接形成分压器电路。将用于白电平设置的 基本参考电压VRT和用于黑电平设置的基本参考电压输入至该分压器电 路的两端。将分压器两端的电压和电阻器Rl到R15的相应两个之间的节 点的电压作为参考电压VO到V15输出。向 一预定位置输入用于中间灰度 级设置的基本参考电压VR,该预定位置比电阻器Rl至R15的串联电路 的中心更接近于向其输入用于黑电平设置的基本参考电压的节点。在数-模转换器24R中，每一个选择器(SEL) 36A至36N根据图像 数据DR选择参考电压V0至V15中之一，从移位寄存器23中以这样一种 方式输出该图像数据DR:将其分发至相应的信号线sig,使得将图像数据 DR经历数-模转换处理，由此产生驱动信号。数-模转换器24R向对应的 放大器电路26RA至26RN输出相应的驱动信号。在工厂交付时的调整操作中，在用于基本参考电压VRT、 VRB、和 VR至VB的设置的控制器17的存储器中记录和保存控制数据DS。当激 活显示装置IO的电源时，将记录于存储器中的控制数据DS设置在数-模 转换电路31、 32和33R至33B中。因此，如图4中箭头所示，在该显示 装置10中，基于该控制数据DS的设置，集中地调整红、绿和蓝像素13R、 13G和13B的白电平和黑电平。相反，对于漂浮黑和墨黑，可以基于该控 制数据DS的设置，分别单独地调整红、绿和蓝像素13R、 13G和13B的 基本参考电压VR、 VG和VB。 (2)实施例的操作在具有上述配置的该显示装置10 (图2)中，将用于显示的图像数据 DR至DB从装置主体16输入到控制器17,并且在控制器17中经历时分 复用，接着输入至水平驱动电路14。在该水平驱动电路14 (图3)中，将 图像数据Dl载入至移位寄存器23,使得将其分发至相应的信号线sig。 在相应颜色的数-模转换器24R、 24G和24B中，将分发至相应的信号线 sig的图像数据DR、 DG和DB经历数-模转换处理，由此产生信号线sig 的驱动信号。经由放大器电路26RA至26BN将这些驱动信号输出至显示 部分12的信号线sig。在每一个像素13R、 13G和13B (图15 )中，信号 线sig的响应于驱动信号的输出变化的电势，通过晶体管Trl的导通操作 保存在电容器CS1中，以便驱动晶体管Tr2使用与电容器CS1中保存的电 压等效的栅极电压驱动有机EL元件2。这个操作允许显示装置IO基于图 像数据DR、 DG和DB显示图像。在该显示装置10中，有机EL元件2作为TFT由驱动晶体管Tr2驱 动。如以上对图16描述的那样，有机EL元件2的发光亮度L与从其栅极 -源极电压Vgs减掉驱动晶体管Tr2的阈值电压Vth而获取的值的平方成
比例地变化，其与跨越保存信号线Sig的电势的电容器的电势差等效(公 式(2))。因此，在显示装置10中，可以保证^ = 2的伽马特性，而无需提 供伽马校正电路，并且因此可以保证实际中足够的色彩再现性。然而，有机EL元件2包括漂浮黑和墨黑的出现的可能性。特别地，墨黑的出现严重地劣化了视觉图像质量。此外，在精确的感测中，要求/ = 2.2的伽马特性。因此，没有伽马校正意味着色彩再现性的轻微劣化。为解决这些问题，在该显示装置IO(图1)中，在每一个数-模转换器 24R、 24G和24B中通过采用多个电阻器Rl到R15的串联电3各来形成分 压器电路。此外，选择器36A到36N从分压器电路产生的参考电压V0到 V15中选择电压，使得图像数据DR、 DG和DB经历数-模转换处理。这 个特点允许该显示装置10通过由电阻器R1到R5形成的分压器电路的分 压比的设置来保证所期望的伽马特性。此外，基本参考电压产生电路22根据控制数据DS产生用于白电平的 设置的基本参考电压VRT和用于黑电平的设置的基本参考电压VRB，将 其输入至分压器电路的两端。这使基于控制数据DS的设置来调整白电平 和黑电平成为可能。在相应颜色数据的数-模转换器24R、 24G和24B中， 参考电压产生电路35产生参考电压V0到V15。用于白电平的设置的基本 参考电压VRT和用于黑电平的设置的基本参考电压VRB由这些数-模转换 器24R、 24G和24B共同使用。因此，在该显示装置10中，白电平和黑 电平共同调整至如图4中箭头所示的相应的颜色数据，其表示由于驱动信 号调整引起的电势变化。该特点允许简化的调整操作和配置。此外，在显示装置10中，基本参考电压产生电路22中的数-模转换电 路33R、 33G和33B根据控制数据DS产生用于红、绿和蓝的中间灰度级 的设置的基本参考电压VR、 VG和VB。将这些基本参考电压VR、 VG和 VB都输出至比分压器电路的中心灰度级更接近于黑电平端的分压电阻器 之间的节点。由于该操作，在显示装置10中，将伽马特性设置为所谓的 单点折线(broken line)特性，并且可以对每一个如图4所示的红、绿和 蓝像素执行漂浮黑和墨黑的调整。另外，在该实施例中，不仅漂浮黑和墨黑，而且邻近黑的白平衡也可 以基于控制数据DS通过用于中间灰度级的设置的基本参考电压VR、 VG 和VB的控制进行调整。白平衡的干扰在黑电平附近比在白电平附近特性
上更加明显。因此，与现有技术的显示器相比，显示装置10可以使用简 单的配置更精确表示灰度级。 (3)实施例的有益效果 在以上描述的配置中，由电阻器对基本参考电压进行划分，由此产生 多个参考电压，且从多个参考电压中选择电压用于图像数据的数-模转换处 理。特别地，至少黑电平的基本参考电压由相应的颜色数据共享，且更接 近于黑电平的用于中间灰度级的设置的基本参考电压可以对于每一个颜 色数据单独地变化。该特点可以使用简单配置防止由于漂浮黑和墨黑所引起的对比度劣化。此外，通过对每一个颜色数据用于中间灰度级调整的电 压的应用，在黑电平附近的白平衡可以细微地调整，由此获得进一 步提高的图像质量。[第二实施例]图5是示出根据本发明的第二实施例的应用于显示装置的像素的接线 图。在该实施例的像素32中，驱动晶体管Tr2由n沟道MOS晶体管形成。 因此，这样形成相应的元件，使得如图6所示，与图4相比，像素的发光 亮度和信号线sig的电势之间的关系将与上述第 一 实施例的显示装置10中 的相反。此外，在与该实施例类似地驱动晶体管由n沟道MOS晶体管形成的 情况下，可以实现与第 一实施例的优点相同的优点。 [第三实施例]图7和图8是基于与图1和图3的对比，示出根据本发明的第三实施例的局部配置的框图。在该显示装置中，对于相应的颜色数据，基本参考电压产生电路42产生用于分别对于红、绿和蓝的白电平的设置的基本参考电压VRTR、 VRTG和VRTB。此外，红、绿和蓝数-模转换器44R、 44G和44B通过使用这些用于对于红、绿和蓝的白电平的设置的基本参考电压VRTR、 VRTG和VRTB产生参考电压V0到V15。这可以逐颜色地调整白 电平和黑电平附近的中间电平。根据该实施例，不仅黑电平附近的中间电平，而且白电平也可以逐颜 色地进行调整，这可以进一步增强色彩再现性。 [第四实施例]图9和图IO是基于与图1和图3的对比，示出根据本发明的第四实
施例的显示装置的局部配置的框图。在该显示装置中，基本电压产生电路52进一步为红、绿和蓝产生基本参考电压VR1、 VGl和VBl,其比中心 灰度级更接近白。此外，红、绿和蓝数-模转换器54R、 54G和54B通过 使用用于白电平的设置的基本参考电压VRT和用于黑电平的设置的基本 参考电压，比中心灰度级更接近于白的基本参考电压VR1、 VG1和VB1、 比中心灰度级更接近于黑的基本参考电压VR、 VG和VB,以及用于黑电 平的设置的基本参考电压VRB,来产生参考电压V0到V15。由于该特点，在该实施例的显示装置中，如图11所示，以这样一种 方式将伽马特性设置为所谓的两点折线特性更接近于黑电平和更接近于 白电平的中间灰度级可以逐颜色地调整。此外，当将伽马特性设置为与该实施例相似的两点折线特性时，可以 实现与第一实施例的优点相同的优点。此外，与第一实施例相比，可以更 细微地调整伽马。[第五实施例]图12和图13是基于与图9和图IO的对比，示出根据本发明的第五 实施例的显示装置的局部配置的框图。在该显示装置中，基本参考电压产 生电路62进一步产生用于为相应的颜色的白电平的设置的基本参考电压 VRTR、 VRTG和VRTB。此外，红、绿和蓝数-模转换器64R、 64G和64B 通过使用用于白电平的设置的基本参考电压VRTR、 VRTG和VRTB、比 中心灰度级更接近于白的基本参考电压VR1、 VG1和VB1、比中心灰度 级更接近于黑的基本参考电压VR、 VG和VB以及用于黑电平的设置的基 本参考电压VRB来产生参考电压V0到V15。由于该特点，在该实施例的显示装置中，如图14所示，以这样一种 方式将伽马特性设置为所谓的两点折线特性更接近于黑电平且更接近于 白电平的中间灰度级，以及白电平可以逐颜色地调整。此外，当与该实施例类似地将伽马特性设置为两点折线特性，且为相 应的颜色数据产生用于白电平的设置的基本参考电压时，可以实现与第一 实施例的优点相同的优点。此外，与第四实施例相比，可以更细微地调整 伽马。[第六实施例]在上述实施例中，通过使用有机EL元件作为电流驱动发光元件来形 成显示装置。然而，本发明不限于此，而是可以广泛地应用于其中使用各 种电流驱动发光元件的显示装置。本发明涉及显示装置，并且可以应用于采用诸如有机EL元件之类的电流驱动发光元件的显示装置。本领域的技术人员应该理解，在所附权利要求或其等价物的范围内， 可以根据设计要求和其它因素出现各种修改、组合、子组合和变更。
权利要求
1.一种显示装置，其中图像数据经历数-模转换处理以产生驱动信号，并且基于该驱动信号驱动通过将每一个采用电流-驱动发光元件的像素排列成矩阵形式而形成的显示部分，该显示装置包括基本参考电压产生电路，被配置为通过根据控制数据改变电压来产生多个基本参考电压；以及多个分压器电路，每一个被配置为针对图像数据中所包含的颜色数据的相应一个，通过由电阻器划分多个基本参考电压来产生多个参考电压；其中将至少与黑电平对应的基本参考电压共同地提供至多个分压器电路，以及比与驱动信号的中心值对应的电压更接近于黑电平的基本参考电压的每一个都被提供给用于颜色数据的相应一个的多个分压器电路的相应一个。
2. 如权利要求1所述的显示装置，其中将至少与白电平对应的基本参考电压共同地提供至多个分压器电路。
3. 如权利要求1所述的显示装置，其中向用于该颜色数据的相应一个的该多个分压器电路的相应一个提供与白 电平对应的每一个该基本参考电压。
4. 如权利要求1所述的显示装置，其中该多个基本参考电压由与该黑电平对应的该基本参考电压、与白电平对 应的该基本参考电压和比与该驱动信号的该中心值对应的该电压更接近于该 黑电平的该基本参考电压组成。
5. 如权利要求1所述的显示装置，其中该多个基本参考电压由与该黑电平对应的该基本参考电压、与白电平对 应的该基本参考电压、比与该驱动信号的该中心值对应的该电压更接近于该 黑电平的该基本参考电压和比与该驱动信号的该中心值对应的该电压更接近 于该白电平的该基本参考电压组成。
全文摘要
在本发明的实施例中，由电阻器划分基本参考电压VRT、VRB、VR、VG和VB，以产生多个参考电压V0到V15，并且从这些参考电压V0到V15中选择电压用于图像数据DR、DG和DB的数-模转换处理。至少用于黑电平的基本参考电压VRB由相应的颜色数据DR、DG和DB共享。对于每一个颜色数据DR、DG和DB，可以单独地变化用于更接近于黑电平的中间灰度级的设置的基本参考电压VR、VG和VB。当该实施例应用于采用诸如有机EL元件之类的电流驱动发光元件的显示装置时，使用简单配置就可以防止由于漂浮黑和墨黑所引起的对比度劣化。
文档编号G09G3/20GK101165753SQ200710152479
公开日2008年4月23日 申请日期2007年10月15日 优先权日2006年10月18日
发明者浅野慎 申请人:索尼株式会社