专利名称：Oled显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将用于显示的像素数据写入布置成矩阵的每个像素的显示装置，并涉及一种用于该显示装置的驱动方法。
2.
背景技术：
已经提出了各种类型的显示装置，典型的是日本专利申请特许公开No. 1998-214060中公开的显示装置，在该显示装置中，通过将每个帧时间段划分成多个子帧时间段进行驱动来执行灰度显示。图I示出日本专利申请特许公开No. 1998-214060中公开的时分灰度显示模式的 有机电致发光(EL)显示装置中的一个像素的电路(像素电路)构造。在简单的2T-1C构造(包括两个晶体管和一个电容器)中，当选通线处于高电平时，晶体管Trll导通，以将数据线上的数据电压写入存储电容器Ch。当选通线变成低电平并且晶体管Trll截止时，用存储在存储电容器Ch中的电压驱动晶体管Trl2，使得对应于数据电压的驱动电流流过有机EL元件EL。在正常驱动模式下，控制数据线电压，以控制晶体管Trl2的电流，从而控制有机EL元件EL的发光量(亮度)。另外，在正常驱动模式下，在饱和区使用晶体管Trl2，并且流过晶体管Trl2的电流是电流Id，该电流Id由晶体管Trl2的阈值电压Vth、迁移率y、栅宽度W和栅长度L确定，如以下表达式中所表达的。Id=uC0(ff/L) (Vgs-Vth)2其中，Vgs是栅-源电势差，C0是每单位面积的栅电容。在玻璃基板上形成的薄膜晶体管(TFT)中，尤其在低温多晶硅(LTPS)TFT中，阈值电压Vth和迁移率y的值在多个像素中是不同的，从而导致不均匀显示的问题。作为解决这种问题的方法，写入数据线上的数据电压，使得晶体管Trl2可以完全导通，从而用作简单开关(线性区操作)，以直接将“(正电源电压PVDD)-(负电源电压CV)”施加到有机EL元件，从而在每个帧被划分为多个子帧的情况下在点亮控制下执行灰度显示。图2示出4位灰度显示的点亮方法实例。如在该实例中一样，将点亮时间设置为与每一位对应的 Tl、T2 (=2T1)、T4 (=4T1)或 T8 (=8T1)。图I示出的作为相关技术的电压驱动型装置具有屏幕烧灼的问题，这是因为当电流量受由于有机EL元件中的时间变化(temporal change)导致的电压升高影响而减小时，亮度变低。另一个问题是，亮度取决于像素位置并且因为流过多个像素中的有机EL元件的电流以及电源线中的电压降而变得不均匀。另外，如果显示灰度的数量增加，则子帧时间段变得太短，以致不能确保充足的写时间，这也是个问题。考虑到上述问题，如在日本专利申请特许公开No. 2002-351357中一样，已提出了使用电流驱动型像素驱动电路的时分灰度显示装置。然而，这种显示装置的问题在于，亮度因为各次电流写入时的波动而变得不均匀，并且不能确保充足的写时间。如在日本专利申请特许公开No. 2006-243060中示例的，已针对电流驱动型中固有的写时间问题提出了一些想法。然而，在成本方面仍存在问题，这是因为多位电流源驱动器具有复杂构造并且难以精确设置各个电流值。另外，因为有机EL元件的电流亮度效率正逐年提高，所以显示装置的一个像素中的最大驱动电流是ImA或更小并不稀奇。在这种情况下，出现最小灰度的精度问题。
发明内容
本发明提供了一种显示装置，所述显示装置包括布置成矩阵的像素和驱动晶体管，每个像素包括电流驱动型发光元件，所述驱动晶体管用于向所述电流驱动型发光元件提供电流，其中，通过将每个帧时间段划分成用于点亮时间的多个子帧时间段，来驱动所述电流驱动型发光元件；并且在使用两个写电流和所述两个写电流之和的电流写驱动下，控制所述驱动晶体管，所述两个写电流具有1:1/2N的比率。
另外，优选地，根据本发明的显示装置还包括用于产生所述两个写电流的两个电流源，并且通过组合来自所述两个电流源的两个写电流，来产生每个写电流。另外，优选地，在根据本发明的显示装置中，当定义多个子帧时间段的最短子帧中的点亮时间段为I时，所述多个子帧时间段的所述点亮时间段的总和是2N-1，以执行N位灰度显示，并且当与所述写电流的驱动电流值组合时执行2N位灰度显示。另外，优选地，在根据本发明的显示装置中，当定义所述多个子帧时间段之中的最短子帧时间段为I时，每个帧包括长度为2k的一个子帧和长度均为2N_2的三个子帧，从而提供冗余以减少运动图像的虚假轮廓，其中，k是0至N-3。可以抑制由于驱动TFT中的波动和电流驱动型发光元件中的时间变化所导致的电压升高的影响，并且可以执行均匀的显示操作。
在附图中图I是示出传统像素电路构造的图示；图2是示出传统时分灰度驱动的操作的图示；图3是示出显示装置的整体构造的图示；图4是示出像素电路和源驱动器的构造的图示；图5是示出写操作的图示；图6是示出发光操作的图示；图7是示出各个部分中的波形的图示；图8是示出一个像素点亮的过程中的灰度表达的图示；图9是示出选通线的驱动时序的图示；图10是示出驱动时序概念的图示；图11是示出另一个驱动时序概念的图示；图12是示出为了预充电进行的电流切换的实例的图示；图13是示出一个像素点亮的过程中的另一个灰度表达的图示；
图14是示出一个像素点亮的过程中的点亮实例的图示；以及图15是示出按照冗余点亮时序进行的一个像素点亮的点亮实例的图示。
具体实施例方式现在，以下参照附图描述本发明的实施例。[概述]在这个实施例中，像素部分经受电流写型控制，其中，设置具有最大电流值的写电流和具有另一个电流值的写电流。所述另一个电流值被限制为最大电流值的相对小的比率1/2n (例如1/8或1/16)，使得通过使用最大电流和其1/2n的两个写电流值，在高速写的范围内执行点売时间控制。以此方式，进行时间灰度控制的部分中的阶数可以减少N位，从而解决写时间的问题，以实现高阶灰度显示，所述写时间的问题是使用时间灰度显示模式的电流驱动型电路的显示装置中固有的。另外，只提供两个电流设定值因为简单的管理和简单的电路而提供了成本方面的优势。通过将用于校正这两个电流值的电路集成为电流写部分使得源极线之间的电流波动可被校正，还可以整体提高显示装置中的亮度均匀性。[实施例]图3示出作为实施例的显示装置的整体构造。图4示出一个像素部分的构造和用于一条线的源驱动器的构造。如图3中所示，将图像信号、水平同步信号、垂直同步信号和其它控制信号提供到时序控制电流选择电路10。基于图像信号、水平同步信号等产生指示每个像素的图像数据(位数据)的电流选择信号和指示其时序的水平控制信号，然后向源驱动器12提供这些信号。源驱动器12连接到电流检测校正值写部分14。电流检测校正值写部分14检测如稍后所述的针对源驱动器12中的每一列提供的电流源的每个电流值，并且确定其校正值。电流检测校正值写部分14连接到校正存储器16，并且通过电流检测校正值写部分14将针对每一列确定的电流源的校正值写入校正存储器16中。电流校正控制部分18根据具有将被写的像素的列来读取存储在校正存储器16中的校正值，并且向源驱动器12提供读取的校正值。因此，按校正存储器16中存储的校正值来校正针对源驱动器12中的每一列提供的两个电流源的每一恒定电流值。向选通驱动器20提供来自时序控制电流选择电路10的垂直控制信号。选通驱动器20向针对多行像素22提供的选通线Gate顺序地供电。换言之，源驱动器12顺序接收关于像素的电流选择信号并且输出关于每一列中的像素的图像信号，并且控制图像信号被提供给由选通驱动器20所选择的对应行。注意的是，每个像素22被提供电源电压PVDD和CV。通常，电源电压之一连接到有机电致发光(EL)元件的供电电极并且电源电压中的另一个连接到驱动晶体管。图4示出与一个像素对应的像素电路和用于像素数据的电流写型的写电路，其中，针对源驱动器12的每一列提供该写电路。像素22包括三个晶体管和一个电容器。晶体管Trl具有连接到数据线DataB的源极和连接到晶体管Tr3的栅极的漏极。晶体管Tr2具有连接到数据线DataA的源极和连、接晶体管Tr3的源极的漏极。存储电容器Ch被置于晶体管Tr3的栅极和源极之间。晶体管Tr3具有连接到电源PVDD的漏极，所述电源PVDD具有电压VPVDD。晶体管Tr3的源极连接到有机EL元件EL的阳极。有机EL元件EL具有连接到电源CV的阴极，所述电源CV具有电压Vw。注意的是，在有机EL元件EL中，阳极用作像素电极并且阴极用作所有像素的公共电极。在源驱动器12中，提供两个电流源24A和24B。电流源24A具有恒定电流Imax并且电流源24B具有恒定电流Imax/2N。电流源24A和电流源24B分别通过开关26A和开关26B公共连接。开关26A和26B的公共连接端连接到运算放大器28的负输入端。运算放大器28的正输入端连接到电源Vx并且被提供电压Vx。运算放大器28的输出端连接到数据线DataB。与运算放大器28的负输入端连接的开关26A和26B的公共连接端还连接到数据线DataA。图4的实例示出第m列中的数据线DataA和DataB。在上述构造中，用作像素电路和源驱动器的电路具有简单3T-1C构造，并且通过 图4上部中示出的运算电路和电流源在两条源极线中形成反馈回路，以缩短写时间。图5和图6分别示出上述构造中的写原理和发光原理。在图5和图6中，电流源24表示由电流源24A和24B以及开关26A和26B形成从而能够调节电流量的电流源，并且电流源24提供电流Ix=f (Vin)。换言之，通过根据数据信号Vin控制开关26A和26B的接通/断开来设置将被输出的电流量。在上述构造中，当水平延伸的选通线n (Gate)变为高电平以使选择TFT (晶体管Trl和晶体管Tr2)导通时，包括运算放大器的电路作为电压跟随器操作。然后，控制晶体管Tr3的栅极电压，使得晶体管Tr3的源极电势Vx’可以等于运算放大器28的正输入端处的电压Vx。在这种情形下，将电压跟随器的基准电压Vx设置成使作为发光元件的有机EL元件EL截止的电压，因此，引入电源流24的电流Ix变成等于流过晶体管Tr3的电流Ix’。然后，此时晶体管Tr3的栅极电势被充入存储电容器Ch。换言之,如果如图5中所示晶体管Trl和Tr2都导通,则没有电流流过有机EL元件EL，但是电流IX=IX’流过晶体管Tr3，结果是其源极电压Vx’变成等于运算放大器的负输入端电压(=正输入端电压Vx)。这种情形下晶体管Tr3的栅-源电压是电流Ix流过晶体管Tr3时的电压V(IX)。因此，晶体管Tr3的栅极电压取通过将栅-源电压V(Ix)加上源电压Vx确定的值。随后，选通线n变为低电平以使晶体管Trl和Tr2截止，并且充入存储电容器Ch中的电压保持晶体管Tr3的栅-源电压，从而允许有机EL元件通过自举(bootstrapping)而发光。换言之，晶体管Tr3保持电流Ix，并且有机EL元件EL的阳极电压增至当电流Ix流过有机EL元件时获得的电压Vz，结果是有机EL元件发光。图7示出此时的电压波形。选通线Gate顺序接通。数据信号Vin为恒流源24顺序提供关于每一行中的像素的数据。因此，恒流源24顺序提供与数据信号Vin对应的电流
Ix°在图7中，Ix’至I_D代表第n行中的像素的每种状态。当选通线n处于高电平时，晶体管Tr3的电流Ix’变成等于电流Ix。在这种情形下，晶体管Tr3的栅-源电压Vgs被设置为对应于电流Ix的电压V(Ix),并且将电压V (Ix)存储在存储电容器Ch中。在写时间段内，有机EL元件EL的阳极电压Vz变成等于电压V (=Vx),并且晶体管Tr3的栅极电压Vg变成比有机EL元件EL的阳极电压高V (Ix)。当晶体管Trl和Tr2截止时，数据线DataA和数据线DataB与像素电路断开，但是晶体管Tr3的栅-源电压Vgs被保持，因此使晶体管Tr3的电流Ix’和有机EL元件EL的电流I都等于电流Ix。接着，在电流源24A和24B的电流量被分别设置为Imax和Imax/8 (S卩，Imax的1/8)的情况下，给出对灰度控制的描述。在驱动实例I中，使用两种驱动电流和三种子帧(T1JTjWT1)执行总共6位的灰度显示。图8示出点亮一个像素的实例。图9示出这种情况下选通线的驱动波形，并且图10是其概念图示。如果当针对T1用1_/8点亮像素时获得最小平均亮度，则最大平均亮度对应于针对整个时间段用“1_/8+1_”点亮的情况，并且估计最大平均亮度为最小平均亮度的(1+8) X (1+2+4)=63倍。换言之，通过针对时间段71\用电流“Imax/8+Imax”点亮而获得的亮度是最大平均亮度L_，并且通过只针对时间段T1用电流1_/8点亮而获得的平均亮度取值为 Lmax/63。可以通过组合图 8 所示的 LmaxX 1/63、LmaxX 2/63、Lmax X 4/63 和 Lmax X 8/63 执行从0至63的6位的灰度表不。如图9和图10中所示，选通线被相对于各个子帧顺序驱动以写入数据，从而对各个子帧执行点亮控制。作为驱动实例2，图11示出用于削弱对驱动时间的限制的驱动波形的概念图示。图11示出在水平写期间以相同时序对两条选通线进行写操作的情况。划分写时间段并且将数据写入两条对应线中的像素内。注意的是，还优选的是，通过多线写入(如，同时对三条线进行写操作)进一步削弱对驱动时间的限制。另外，如图12中所示，还优选的是，通过在用1_/8进行写的期间执行在短时间段内激活电流Imax的预充电操作，来减少写时间。这使得能够基于小电流值将数据可靠地写入存储电容器Ch。进一步地，还优选的是，在截止操作期间，源驱动器12中的电路的输出被钳位至V ，从而可靠并迅速地执行截止操作。换言之，在光被关闭的子帧中，在写时间段期间，可以向运算放大器28的正输入端提供Vcv，同时将图4中的Vx旁路，以快速释放存储电容器Ch中存储的电荷。图13示出使用Imax和1_/16(即，Ifflax的1/16)这两个驱动电流和简单子帧来点亮一个像素以进行总共8位的灰度显示的实例。在这个实例中，为了执行8位的灰度显示，子帧位数为4并且驱动电流比率被设置为24。这种构造的问题是存在虚假轮廓。具体地讲，例如，在运动图像中存在如图14中所示的灰度变化点。在这个实例中，当子帧从亮度级127切换至128时，灰度从第一半中的时间段内的全点亮和第二半中的时间段81\内的以最小亮度点亮变为在第一半中的关闭并且在第二半中的全点亮。至于这个大变化点，最长子帧被划分为两个，并且如图15中所示，在以帧为基础或者以像素为基础酌情切换点亮的同时用点亮的冗余水平执行显示，从而很少能可视地识别虚假轮廓。换言之，消除ST1的子帧但设置41\的三个子帧，使得可以针对128个灰度形成三种点亮模式，并且酌情选择点亮模式以减少虚假轮廓的发生。另外，如果图6的构造中的源驱动器被构造为外部1C，则可以在安装之前测试显示部分中的有机EL元件，因此提高了显示装置的良率。在这种情况下，优选地，在考虑到精度和成本的情况下将电流检测和校正部分构建在外部IC中。 注意的是，这个实施例的构造还可应用于使用除了有机EL元件之外的其它电流驱动型发光元件的显示装置。
权利要求
1.一种显示装置，所述显示装置包括布置成矩阵的像素和驱动晶体管，每个像素包括电流驱动型发光元件，所述驱动晶体管用于向所述电流驱动型发光元件提供电流， 其中，通过将每个帧时间段划分成用于点亮时间的多个子帧时间段，来驱动所述电流驱动型发光元件，并且 其中，在使用两个写电流和所述两个写电流之和的电流写驱动下，控制所述驱动晶体管，所述两个写电流具有1:1/2N的比率。
2.根据权利要求I所述的显示装置，所述显示装置还包括用于产生所述两个写电流的两个电流源， 其中，通过组合来自所述两个电流源的所述两个写电流，来产生每个写电流。
3.根据权利要求I或2所述的显示装置，其中，当定义多个子帧时间段的最短子帧中 的点亮时间段为I时，所述多个子帧时间段的点亮时间段的总和是2N-1，以执行N位灰度显示，并且当与所述写电流的驱动电流值组合时执行2N位灰度显示。
4.根据权利要求I至3中的任一项所述的显示装置，其中，当定义所述多个子帧时间段之中的最短子帧时间段为I时，每个子帧包括长度为2k的一个子帧和长度均为2N_2的三个子帧，从而提供冗余以减少运动图像的虚假轮廓，其中，k是O至N-3。
全文摘要
抑制了显示的不均匀性。一种显示装置包括布置成矩阵的像素(22)和驱动晶体管(Tr3)，每个像素包括电流驱动型发光元件(EL)，并且驱动晶体管用于向电流驱动型发光元件(EL)提供电流。通过将每个帧时间段划分成用于点亮时间的多个子帧时间段，来驱动电流驱动型发光元件(EL)。在使用两个写电流和这两个写电流之和的电流写驱动下，控制驱动晶体管，所述两个写电流具有1:1/2N的比率。
文档编号G09G3/32GK102741908SQ201180007797
公开日2012年10月17日 申请日期2011年2月2日 优先权日2010年2月4日
发明者森信之, 水越诚一, 河野诚 申请人:全球Oled科技有限责任公司