驱动有机电致发光显示装置的方法和所述方法的显示装置的制作方法
专利名称：驱动有机电致发光显示装置的方法和所述方法的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动显示装置的方法，该装置包括一层有机电致发光材料，如发光聚合物或小分子化合物。
本发明还涉及一种显示装置，该装置包括夹在第一和第二电极结构之间的一个发光层，如发光聚合物或小分子化合物层，所述装置适用于上述方法。
聚合物发光二极管或polyLED技术真正是一种新发现的技术，该技术基于以下事实某些聚合物可以用作发光二极管中的半导体。这种技术是非常有价值的，因为聚合物是重量轻的柔性材料，并且生产成本低廉。因此，polyLEDs提供了生产出薄的和高度柔性的显示器的可能性，例如，用作电子报纸等。PolyLED显示器的其他用途可以是，例如，用作蜂窝电话的显示屏。
与诸如LCD显示器的竞争技术相比，polyLED具有多种优点。
首先polyLED显示器在发光方面是非常有效的，并且polyLED显示器的发光强度可能超过LCD显示器发光强度3倍以上。因此，使用同样的一个电池，polyLED显示器可以工作多出3倍的时间。另外，polyLED在对比度和亮度方面也具有优势。例如，polyLED显示器不取决于视角，因为光线是以相同的强度从各个方向透射的。
不过，如上文所述，polyLED显示器属于一种全新的技术领域，因此，有必要对这种显示器进行改进。
聚合物LED显示器的基本装置结构包括一个结构电极或阳极，通常为ITO，一个阴极和两个层，一个诸如导电聚合物层(例如，PEDOT)的导电层和一个发光层，这两个层被夹在所述阳极和阴极之间。聚合物LED显示器还可以采用不同的驱动装置。两种可选择的驱动装置是被动矩阵驱动和主动矩阵驱动，本发明主要涉及这两种类型的矩阵显示器。
在被动矩阵显示器中，所述阳极可以包括一组独立的平行的阳极条，又被称为阳极列(或根据其方向称之为阳极行)，每一个阳极条都与一个电流源连接。在这种情况下，阴极也可以包括一组独立的平行的阴极条，又被称为阴极行(或根据其方向称之为阴极列)，其方向基本上垂直于阳极条或阳极列的方向。被动矩阵装置能够以“每次一线”模式驱动，即根据需要的象素图案，将一组不同的电流施加到所述阳极列的组上，并且启动相应的阴极行，以便所有的电流都被集中在这一行中。其结果是，对于特定阴极行来说，由交叉的阳极和阴极所形成的象素发出光线，其发光强度取决于在阴极行被激活期间(又被称为行时间)被输送到阳极列的电流的量，并随后通过发光聚合物层。在所述行时间过去之后，将根据下一个需要的象素图案的电流输送到所述阳极列的组，并且依次启动下一个阴极行，以便集中所述电流，通过在所述组中的所有阴极行条上重复上述过程，就能产生完整的图象。通常，每秒钟该过程重复25-200次(所谓的帧频)，以便获得视觉上稳定的图象。
在主动矩阵显示器中，将显示屏划分成多个独立的象素单元，每一个单元具有一个用于驱动该单元的独立的晶体管，并且各自具有一个独立的象素阳极。在专利公开号JP-10074759中披露了这种显示器的一个例子。
不过，这种类型的显示器的问题是，在相邻的阳极片段，如阳极列或象素阳极之间会发生电流泄露。这种现象又被称为串线干扰。根据现有技术，当需要在所述显示屏上显示一幅图象时，给每一个象素发送一个信号，以便通过所述象素单元建立一种需要的电场，从而在电流通过所述发光聚合物时产生理想的光线发射。不过，它会产生这样的影响，即特定的象素可能由相邻的象素包围，这些象素由于需要的图象的改变而受到不同强度的电场的影响。因此，由于相邻的阳极之间的电位差异，在所述阳极之间会发生泄露的电流。这种泄露会导致不希望的图象质量的降低，以及图象清晰度的降低，这种情况如图2所示。通过预测泄露电流的大小和方向，并相应调整通过所述象素单元的电场，可以在一定程度上补偿这种类型的泄露。不过，这种类型的补偿可能是非常复杂的，因为周围的象素单元是单独供电的。这会导致这样的情况泄露的电流取决于显示器的方向，即泄露的电流可能在一个方向上非常小，而在另一个方向上较大。因此，需要一种解决所述泄露电流问题的简单的、更有效的方法。
本发明的目的是提供一种克服了上述问题的显示装置和驱动显示装置的方法。
上述目的和其他目的是通过在本文的开头部分所披露的驱动显示装置的方法实现的，其中，所述层被夹在阳极和阴极之间，所述阳极包括多个独立的阳极片段，所述方法包括以下步骤将所述显示装置的阳极片段分成N个小组，每一个小组中的每一个阳极片段由不是同一个小组的成员的阳极片段包围，基本上所述显示装置的每一个阳极片段都是所述小组之一的成员，将包括在所述显示器上显示完整图象所需要的所有信息的图象信号分成相应的N个小组，以便ith小组包括需要输送到相应的ith阳极片段小组的阳极片段的信息，1≤i≤N，和在第一时间段ti期间，将所述图象信号的第一个小组(i＝1)输送到第一阳极片段的相应的第一小组，同时保持具有i≠1并且包围属于所述第一小组的阳极片段的所有其他阳极片段在基本上相同的电位上。
通过给属于特定小组的每一个阳极片段输送信号，同时保持周围的片段具有稳定的电位，每一个输送阳极片段和周围片段之间的电位差就是稳定的。这样，在所有方向上所述输送阳极片段和周围的片段之间的泄露电流相等，从而更容易预测和补偿。
根据本发明的一种优选实施方案，所述方法还包括以下步骤在随后的时间段t1、t2...tN期间，将ith图象信号小组发送到ith阳极片段小组，直到每一个阳极小组都被激活，并且对随后的图象信号帧重复上述过程。这样，所述显示器的每一个象素都能被用于建立可以用眼睛看见的图象，同时获得在整个图象产生阶段期间使被供电的阳极的相邻的阳极具有稳定电位的优点。
另外，保持具有i≠1并且属于所述第一小组的阳极片段的所有其他阳极片段具有基本上稳定和相等电位的步骤，适当地包括将这一组阳极片段接地的步骤，这是为所述周围的单元提供稳定电位的一种简便方法。
根据本发明的一种实施方案，所述显示装置是包括纵向阳极和横向阴极的被动矩阵显示器，其中，所述纵向阳极构成了所述阳极片段，从而避免了相邻的横向阳极之间的泄露电流。本发明的这种被动矩阵显示装置优选由两小组分散的纵向阳极组成，即N＝2。通过采用两个分散的组，可以获得最有效的显示器覆盖率，导致较低的重复率。毫无疑问，本发明分别独立于阴极和阳极的方向。因此，术语纵向阳极和横向阴极应当被理解成包括横向阳极和纵向阴极，以及任何其他的角度结构。
根据本发明的第二种实施方案，所述显示装置是具有用于每一个象素的独立的阳极片段的主动矩阵显示装置，基本上每一个象素都被多个相邻的象素完全包围。
因此，这种类型的显示器能够以半连续方式驱动，例如，可以向该显示器的每隔5个象素发送图象信号，而相邻的象素与诸如地面的稳定电位连接，并因此起着所述特定象素的保护环的作用。在接下来的步骤中，向随后的象素组发送信号，并且在每一个帧时间重复这一过程5次，以便使该显示器的每一个象素都发光。
上述及其他目的还可以通过包括被夹在第一和第二电极结构之间的发光聚合物层的显示装置而实现，其特征在于构成阳极结构的所述第一电极结构包括多个独立的阳极片段，这些阳极片段被分成N个小组，所述小组是这样的每一个小组中的每一个阳极片段被不是同一小组的成员的阳极片段所包围，基本上所述显示装置的每一个阳极片段都是所述小组之一的成员，其中，所述显示装置还包括与每一个阳极片段连接的信号选择组件，所述信号选择组件被设计成给单一小组的阳极片段提供图象信息信号，同时保持其余的阳极片段在基本上相等的电位上。通过给属于特定小组的每一个阳极片段发送信号，而保持周围的片段具有稳定的电位，每一个被供电阳极片段和周围的片段之间的电位差就是稳定的。因此，在所述被供电阳极片段和周围的片段之间在所有方向上的电流泄露都相等，使得更容易预测和补偿，并且不存在象素强度的不希望的波动。应当指出的是，在一种优选实施方案中，所述发光聚合物层包括一种有机电致发光材料。
将包括在所述显示器上显示完整图象所需要的所有信息的图象信号帧IStot优选设计成发送给所述信号选择组件，并且划分成相应于所述N个阳极片段小组的N个图象信号小组IS1、IS2...ISN，其中，在随后的时间段t1、t2...tN期间，安排ith图象信号小组ISi发送给ith阳极片段小组，直到每一个阳极小组都被激活，然后，对随后的图象信号帧IStot-next重复上述过程。这样，所述显示器的每一个象素都可用于建立能够用眼睛看见的图象，同时获得在整个图象生成阶段期间使被供电阳极的周围阳极具有稳定电位的优点。与现有装置的状态相比，为了保持稳定的更新率，ISi的帧频必须高出N倍，以便为IStot-next提供相同的更新率。优选将所述信号选择组件设计成给单一小组的阳极片段提供图象信息信号，同时将其余的阳极片段接地，这是给周围的单元提供稳定并且相同的电位的一种简便方法。
根据一种优选实施方案，所述显示器是包括纵向阳极和横向阴极的被动矩阵显示器，其中，所述纵向阳极构成所述阳极片段，从而避免了相邻的横向阳极之间的泄露电流。本发明的被动矩阵显示装置优选由两组分散的纵向阳极组成，即N＝2。通过具有两个分散的组，可以获得最有效的显示器覆盖率，导致较低的重复率。毫无疑问，本发明分别与阴极和阳极的方向无关。因此，术语纵向阳极和横向阴极应当被理解成包括横向阳极和纵向阴极，以及任何其他的角度结构。
根据本发明的第二种实施方案，所述显示装置是具有用于每一个象素的独立的阳极片段的主动矩阵显示装置，基本上每一个象素都被多个相邻的象素完全包围。
因此，这种类型的显示器能够以半连续方式驱动，例如，可以向该显示器的每隔5个象素发送图象信号，而相邻的象素与诸如地面的稳定电位连接，并因此起着所述特定象素的保护环的作用。在接下来的步骤中，向随后的象素组发送信号，并且在每一个帧时间重复这一过程5次，以便使该显示器的每一个象素都发光。
下面将结合附图对本发明优选实施方案作更详细的说明。
图1是表示本发明的显示器结构以及相连的控制装置的示意图；图2是图1所示显示装置的示意性横剖视图；和图3是表示现有装置存在问题的示意图。
图1和图2是表示本发明的显示装置结构8的示意图。如图2所示，装置8主要包括第一基体板1和第二基体板2，以及夹在基体板1和基体板2之间的聚合物层3，4。第一基体板1的内表面1′，即朝向聚合物层的表面具有电极结构5，构成了大量独立的、相互平行的列，每一列构成所述显示装置8上的一个阳极或阳极片段5′。显示装置8具有L个阳极片段5′。每一个阳极片段5′与一个图象信号发生器9连接，正如在下面将要更详细说明的。同样，第二基体板2的内表面2′，即朝向聚合物层的表面具有第二电极结构6，构成了大量独立的、相互平行的行，每一行构成所述显示装置8上的一个阴极或阴极片段6′。显示装置8具有M个阴极片段5′。每一个阴极片段与一个阴极选择器10连接，以便选择在什么时间激活哪一个阴极。在图1中，从上面看，所述阴极行5′和阳极列6′基本上是相互垂直的，由它们共同形成象素的图案。在电极结构5和基体板1以及第二电极结构6和基体2之间，分别安装保护层11和12，所述保护层是电绝缘和化学绝缘层。
聚合物层3，4由两个亚层组成第一导电层3，在这里它是诸如PEDOT层的聚合物层；和第二发光层4。所述第一导电层3安装在接近阳极结构5的地方，而第二发光层4安装在接近阴极结构6的地方。
如上文所述，每一个阳极列6′与一个图象信号发生器9连接，该发生器被设计成给每一个阳极片段6′输送电流，所述电流的大小取决于需要在所述显示器8上产生的图象。另外，所述图象信号发生器9包括一个信号选择组件7，正如在下面将要更详细地说明的。
如图1所示，在本发明中，对于被动矩阵显示器来说，将阳极片段5′分成两个小组，每一个小组包括该显示器的其他阳极片段。因此，产生了分散的阳极片段5′的第一组5a和第二组5b。第一组5a的每一个阳极片段与一个第一信号选择装置7a连接，而第二组5b的每一个阳极片段与一个第二信号选择装置7b连接。所述第一和第二选择装置7a和7b共同构成了与所述图象信号发生器9连接的信号选择组件7。
每一个阴极片段与一个阴极选择装置1 3连接，该装置的作用是，在特定时间帧中，根据来自所述图象信号发生器的有关目前正在显示的图象信息的信息选择激活哪一个阴极。
本发明的被动矩阵装置是以“每次一线”模式驱动的，即根据需要的象素图案给所述组的阳极行提供一组不同的电流，并且激活相应的阴极行，使得所述电流都集中在这一行上。当驱动并因此在显示器上产生图象时，首先在所述图象信号发生器上产生包括在所述显示器上显示完整和完全的图象所需要的所有信息的图象信号IStot(或从其他来源接受，例如电视显示器就是如此)。然后将该信号分成L个片段(L是所述显示器的阳极片段的总数量)，每一个片段用于显示器的每一个阳极片段。阳极和阴极之间的每一个交叉点被称为所述显示器的象素，同时，每一个L信号片段因此包括驱动一列象素以便与其他象素列共同形成完整图象所需要的所有信息。不过，由于所述显示器8是以“每次一线”模式驱动的，或更确切地讲，在这里是“每次一行”模式，所述L信号片段包括在时间段0-T期间驱动第一行的信息，在时间段T-2T期间驱动第二行的信息，依此类推。时间T有时被称为行时间。
另外，将L个信号片段分成N个小组，每一个小组相应于所述阳极片段组之一。一般来说，信号片段被划分成N个小组IS1、IS2...ISN，相应于所述阳极片段组51、52...5N。然后将信号小组IS1-ISN输送给信号选择组件7，该组件被设计成在第一时间段t1将第一信号小组IS1输送给第一阳极片段小组51，而其余的小组保持稳定的电位，如接地电位。t1的持续时间优选为0-T/N，而随后的时间间隔具有相等的长度，T/N(T＝t1+t2+...tN)。在以上顺序的第二时间间隔t2期间，将信号选择组件7设计成将第二信号小组IS2输送给第二阳极片段小组52，而其余的小组保持稳定的电位，如接地电位。在t3、t4...tN时间段重复上述过程，直到属于上述小组之一的显示器的每一个象素都被激活。
在特定场合下(如图所示)N＝2，因此，将信号片段划分成2个小组IS1和IS2，分别相应于阳极片段组5a和5b。然后将信号小组IS1和IS2分别输送给信号选择组件7a和7b。将第一信号选择器7a设计成将第一信号小组IS1在每一时间线的前半部分，即在0-T/2期间提供给第一阳极片段小组5a。在第二时间间隔T/2-T期间，将第一信号选择器7a设计成给所述第一阳极片段小组5a输送一个稳定电位，如接地电位。在相同的行时间期间，将第二个信号选择器7b设计成在每一个行时间的第一半部分，即在0-T/2期间给第二阳极片段小组5b提供一个稳定电位，如接地电位。在第二时间间隔T/2-T期间，将第二信号选择器7b设计成将第二信号小组IS2提供给第二阳极片段小组5b。因此，在阴极行激活时间的开始部分，给每一个其他的阳极片段提供一个控制信号，而其余的阳极片段保持相同的电位，而在所述阴极行激活时间的第二部分提供相反的信号。其结果是，对于特定的阴极行来说，由交叉的阳极和阴极所产生的象素发出光线，发光强度取决于在所述阴极行被激活的时间内(又被称为行时间)输送给所述阳极列的电流量，并因此通过所述发光聚合物层。
然后，激活所述系列的下一个阴极行，以便集中电流，根据下一个理想象素图案的电流，首先被输送到第一组阳极列，然后输送到第二组阳极列。对显示器的所有行重复上述过程。为了获得稳定的图象，每秒钟要重复以上所有过程25-200次(被称为帧频)。
通过以上述方式驱动所述显示器，每一个被驱动的象素总是和此时与地面连接(或具有某种其他相等和稳定电位)的象素所包围。因此避免了由于泄露电流大小的波动而产生的不希望的象素强度的波动和起伏。另外，在使用上述驱动方法和显示器时，显示器并不取决于用于上述各聚合物层中的PEDOT材料的特定电阻的确切值。
当然，上述实施方案的多种变化，特别是有关信号划分和输送顺序的变化都是可能的，并且这些改进属于所附权利要求书的范围。另外，还可以改变时间划分，这种时间划分对于彩色显示器来说是特别重要的。在上述实施方案中，要么帧频必须是加倍的，要么行时间必须是减半的，因为每一行的图象是分两个步骤建立的。如果在所述行时间的第一半和第二半期间不强调偶数和奇数列，而是在随后的帧上强调的话，也可以采用上述方法。术语列和行应当以广义术语理解，因为阳极和阴极的各自方向是与本发明没有关系的。
根据本发明的第二种实施方案，将上述驱动和显示技术用于矩阵彩色显示器。在这种情况下，采用上述相同的基本原理。不过，人们需要提供从视频信息向象素地址的正确翻译，但是对于上述本发明的特征来说，这并没有任何实际的重要性，因此不再作进一步的说明。
根据本发明的第三种实施方案，所述显示装置是具有用于驱动每一个单元的独立晶体管的主动矩阵装置。与被动矩阵显示器相比，这种矩阵显示器的优点是启动象素发光的电流可能比较小，因此能更快地切换。不过，在这种情况下，会在两个方向上发生导致图象减弱的能量泄露，因为包围待被激活的象素的所有象素决定了泄露电流。在本发明中，所述显示器能够以半连续方式驱动，例如，所述排列中的每隔5个象素发光，而每一个发光的象素被接地的象素所包围，由它们共同构成了特定帧的保护环。在随后步骤中，选中下一组象素，在这种情况下，重复这一过程5次，直到该显示器的每一组象素都被激活。
本发明不应当被认为仅局限于上述实施方案，而是要包括在所附权利要求书所限定的范围内的所有可能的变化。上文披露了所述变化的例子。本发明的其他变化可以包括使用按上述方法显示的若干较小的显示器结构，采用独立的控制装置，并且组合覆盖一个较大的显示面积。
还应当指出的是，尽管上述方案涉及采用发光聚合物的显示器，但是在所附权利要求书中所披露的本发明同样适用采用诸如小分子化合物的其他有机电致发光材料的显示器。
权利要求
1.一种驱动显示装置(8)的方法，该装置包括一层有机电致发光材料(4，5)，如发光聚合物或小分子化合物，所述层夹在阳极(5)和阴极(6)之间，所述阳极包括多个独立的阳极片段(5′)，所述方法包括以下步骤将所述显示装置的阳极片段(5′)分成N个小组(5a，5b)，每一个小组中的每一个阳极片段由不是同一个小组的成员的阳极片段包围，基本上所述显示装置(8)的每一个阳极片段(5′)都是所述小组(5a，5b)之一的成员，将包括在所述显示器上显示完整图象所需要的所有信息的图象信号IStot分成相应的N个小组IS1、IS2...ISN，以便ith小组包括需要输送到相应的ith阳极片段小组的阳极片段的信息，1≤i≤N，和在第一时间段ti期间，将所述图象信号的第一个小组IS1(i＝1)输送到第一阳极片段的相应的第一小组(5a)，同时保持i≠1并且包围属于所述第一小组的阳极片段的所有其他阳极片段在基本上相同的电位上。
2.如权利要求1的驱动显示装置(8)的方法，还包括以下步骤在随后的时间段t1、t2...tN期间，将ith图象信号小组ISi发送到ith阳极片段小组(5b)，同时保持包围属于所述ith小组的阳极片段的所有其他阳极片段在基本上相等的电位上，直到每一个阳极小组都被激活；并且对随后的图象信号帧重复上述过程。
3.如权利要求1或2的方法，其中，所述保持围绕属于所述第一小组的阳极片段的所有其他阳极片段在基本上稳定和相等电位上的步骤，适当地包括将这一组阳极片段(5′)接地的步骤。
4.如权利要求1、2或3任一项的方法，其中，所述显示装置(8)是包括纵向阳极(5′)和横向阴极(6′)的被动矩阵显示器，其中，所述纵向阳极(5′)构成了所述阳极片段。
5.如权利要求4的方法，其中，N＝2并且所述显示装置(8)是由两组分散的纵向阳极(5a，5b)组成。
6.如权利要求1、2或3任一项的方法，其中，所述显示装置(8)是具有用于每一个象素的独立的阳极片段(5′)的主动矩阵显示装置，基本上每一个象素都被多个相邻的象素完全包围。
7.一种显示装置(8)，该装置包括一有机发光层(4，5)，如发光聚合物或小分子化合物，所述层夹在第一和第二电极结构(5，6)之间，其特征在于，所述由阳极结构(5)构成的第一电极结构包括多个独立的阳极片段(5′)，这些阳极片段被分成N个小组(5a，5b)，所述小组是这样的每一个小组中的每一个阳极片段(5′)被不是同一小组的成员的阳极片段所包围，基本上所述显示装置(8)的每一个阳极片段(5′)都是所述小组(5a，5b)之一的成员，其中，所述显示装置(8)还包括与每一个阳极片段(5′)连接的信号选择组件(7)，所述信号选择组件被设计成给单一小组(5a，5b)的阳极片段提供图象信息信号，同时保持其余的阳极片段在相等的电位上。
8.如权利要求7的显示装置，其中，将包括在所述显示器上显示完整图象所需要的所有信息的图象信号帧IStot设计成发送给所述信号选择组件(7)，并且划分成相应于所述N个阳极片段小组(5a，5b)的N个图象信号小组IS1、IS2...ISN，其中，在随后的时间段t1、t2...tN期间，安排ith图象信号小组ISi发送给ith阳极片段小组，直到每一个阳极小组都被激活，然后，对随后的图象信号帧IStot-next重复上述过程。
9.如权利要求7或8的显示装置，其中，将所述信号选择组件设计成给单一小组的阳极片段(5a，5b)提供图象信息信号，同时将其余的阳极片段接地。
10.如权利要求7、8或9任一项的显示装置，其中，所述显示器是包括纵向阳极(5′)和横向阴极(6′)的被动矩阵显示器，其中，所述纵向阳极(5′)构成所述阳极片段。
11.如权利要求10的显示装置，其中，N＝2，并且所述被动矩阵显示装置(8)优选由两小组(5a，5b)分散的纵向阳极(5′)组成。
12.如权利要求7或8或9任一项的显示装置，其中，所述显示装置(8)是具有用于每一个象素的独立的阳极片段(5′)的主动矩阵显示装置，基本上每一个象素都被多个相邻的象素完全包围。
全文摘要
本发明涉及一种驱动显示装置(8)的方法，该装置包括一层有机电致发光材料(4，5)，所述层夹在阳极(5)和阴极(6)之间，所述阳极包括多个独立的阳极片段(5′)，所述方法包括以下步骤将所述阳极片段(5′)分成N个小组(5a，5b)，每一个小组中的每一个阳极由不是同一个小组的成员的阳极片段包围，将图象信号IS
文档编号G09G3/32GK1496548SQ02801649
公开日2004年5月12日 申请日期2002年5月15日 优先权日2001年5月15日
发明者C·T·H·F·利德瑙姆, A·塞姆佩尔, R·洛斯, C T H F 利德瑙姆, 放宥 申请人:皇家菲利浦电子有限公司
技术领域：
本发明涉及一种驱动显示装置的方法，该装置包括一层有机电致发光材料，如发光聚合物或小分子化合物。
本发明还涉及一种显示装置，该装置包括夹在第一和第二电极结构之间的一个发光层，如发光聚合物或小分子化合物层，所述装置适用于上述方法。
聚合物发光二极管或polyLED技术真正是一种新发现的技术，该技术基于以下事实某些聚合物可以用作发光二极管中的半导体。这种技术是非常有价值的，因为聚合物是重量轻的柔性材料，并且生产成本低廉。因此，polyLEDs提供了生产出薄的和高度柔性的显示器的可能性，例如，用作电子报纸等。PolyLED显示器的其他用途可以是，例如，用作蜂窝电话的显示屏。
与诸如LCD显示器的竞争技术相比，polyLED具有多种优点。
首先polyLED显示器在发光方面是非常有效的，并且polyLED显示器的发光强度可能超过LCD显示器发光强度3倍以上。因此，使用同样的一个电池，polyLED显示器可以工作多出3倍的时间。另外，polyLED在对比度和亮度方面也具有优势。例如，polyLED显示器不取决于视角，因为光线是以相同的强度从各个方向透射的。
不过，如上文所述，polyLED显示器属于一种全新的技术领域，因此，有必要对这种显示器进行改进。
聚合物LED显示器的基本装置结构包括一个结构电极或阳极，通常为ITO，一个阴极和两个层，一个诸如导电聚合物层(例如，PEDOT)的导电层和一个发光层，这两个层被夹在所述阳极和阴极之间。聚合物LED显示器还可以采用不同的驱动装置。两种可选择的驱动装置是被动矩阵驱动和主动矩阵驱动，本发明主要涉及这两种类型的矩阵显示器。
在被动矩阵显示器中，所述阳极可以包括一组独立的平行的阳极条，又被称为阳极列(或根据其方向称之为阳极行)，每一个阳极条都与一个电流源连接。在这种情况下，阴极也可以包括一组独立的平行的阴极条，又被称为阴极行(或根据其方向称之为阴极列)，其方向基本上垂直于阳极条或阳极列的方向。被动矩阵装置能够以“每次一线”模式驱动，即根据需要的象素图案，将一组不同的电流施加到所述阳极列的组上，并且启动相应的阴极行，以便所有的电流都被集中在这一行中。其结果是，对于特定阴极行来说，由交叉的阳极和阴极所形成的象素发出光线，其发光强度取决于在阴极行被激活期间(又被称为行时间)被输送到阳极列的电流的量，并随后通过发光聚合物层。在所述行时间过去之后，将根据下一个需要的象素图案的电流输送到所述阳极列的组，并且依次启动下一个阴极行，以便集中所述电流，通过在所述组中的所有阴极行条上重复上述过程，就能产生完整的图象。通常，每秒钟该过程重复25-200次(所谓的帧频)，以便获得视觉上稳定的图象。
在主动矩阵显示器中，将显示屏划分成多个独立的象素单元，每一个单元具有一个用于驱动该单元的独立的晶体管，并且各自具有一个独立的象素阳极。在专利公开号JP-10074759中披露了这种显示器的一个例子。
不过，这种类型的显示器的问题是，在相邻的阳极片段，如阳极列或象素阳极之间会发生电流泄露。这种现象又被称为串线干扰。根据现有技术，当需要在所述显示屏上显示一幅图象时，给每一个象素发送一个信号，以便通过所述象素单元建立一种需要的电场，从而在电流通过所述发光聚合物时产生理想的光线发射。不过，它会产生这样的影响，即特定的象素可能由相邻的象素包围，这些象素由于需要的图象的改变而受到不同强度的电场的影响。因此，由于相邻的阳极之间的电位差异，在所述阳极之间会发生泄露的电流。这种泄露会导致不希望的图象质量的降低，以及图象清晰度的降低，这种情况如图2所示。通过预测泄露电流的大小和方向，并相应调整通过所述象素单元的电场，可以在一定程度上补偿这种类型的泄露。不过，这种类型的补偿可能是非常复杂的，因为周围的象素单元是单独供电的。这会导致这样的情况泄露的电流取决于显示器的方向，即泄露的电流可能在一个方向上非常小，而在另一个方向上较大。因此，需要一种解决所述泄露电流问题的简单的、更有效的方法。
本发明的目的是提供一种克服了上述问题的显示装置和驱动显示装置的方法。
上述目的和其他目的是通过在本文的开头部分所披露的驱动显示装置的方法实现的，其中，所述层被夹在阳极和阴极之间，所述阳极包括多个独立的阳极片段，所述方法包括以下步骤将所述显示装置的阳极片段分成N个小组，每一个小组中的每一个阳极片段由不是同一个小组的成员的阳极片段包围，基本上所述显示装置的每一个阳极片段都是所述小组之一的成员，将包括在所述显示器上显示完整图象所需要的所有信息的图象信号分成相应的N个小组，以便ith小组包括需要输送到相应的ith阳极片段小组的阳极片段的信息，1≤i≤N，和在第一时间段ti期间，将所述图象信号的第一个小组(i＝1)输送到第一阳极片段的相应的第一小组，同时保持具有i≠1并且包围属于所述第一小组的阳极片段的所有其他阳极片段在基本上相同的电位上。
通过给属于特定小组的每一个阳极片段输送信号，同时保持周围的片段具有稳定的电位，每一个输送阳极片段和周围片段之间的电位差就是稳定的。这样，在所有方向上所述输送阳极片段和周围的片段之间的泄露电流相等，从而更容易预测和补偿。
根据本发明的一种优选实施方案，所述方法还包括以下步骤在随后的时间段t1、t2...tN期间，将ith图象信号小组发送到ith阳极片段小组，直到每一个阳极小组都被激活，并且对随后的图象信号帧重复上述过程。这样，所述显示器的每一个象素都能被用于建立可以用眼睛看见的图象，同时获得在整个图象产生阶段期间使被供电的阳极的相邻的阳极具有稳定电位的优点。
另外，保持具有i≠1并且属于所述第一小组的阳极片段的所有其他阳极片段具有基本上稳定和相等电位的步骤，适当地包括将这一组阳极片段接地的步骤，这是为所述周围的单元提供稳定电位的一种简便方法。
根据本发明的一种实施方案，所述显示装置是包括纵向阳极和横向阴极的被动矩阵显示器，其中，所述纵向阳极构成了所述阳极片段，从而避免了相邻的横向阳极之间的泄露电流。本发明的这种被动矩阵显示装置优选由两小组分散的纵向阳极组成，即N＝2。通过采用两个分散的组，可以获得最有效的显示器覆盖率，导致较低的重复率。毫无疑问，本发明分别独立于阴极和阳极的方向。因此，术语纵向阳极和横向阴极应当被理解成包括横向阳极和纵向阴极，以及任何其他的角度结构。
根据本发明的第二种实施方案，所述显示装置是具有用于每一个象素的独立的阳极片段的主动矩阵显示装置，基本上每一个象素都被多个相邻的象素完全包围。
因此，这种类型的显示器能够以半连续方式驱动，例如，可以向该显示器的每隔5个象素发送图象信号，而相邻的象素与诸如地面的稳定电位连接，并因此起着所述特定象素的保护环的作用。在接下来的步骤中，向随后的象素组发送信号，并且在每一个帧时间重复这一过程5次，以便使该显示器的每一个象素都发光。
上述及其他目的还可以通过包括被夹在第一和第二电极结构之间的发光聚合物层的显示装置而实现，其特征在于构成阳极结构的所述第一电极结构包括多个独立的阳极片段，这些阳极片段被分成N个小组，所述小组是这样的每一个小组中的每一个阳极片段被不是同一小组的成员的阳极片段所包围，基本上所述显示装置的每一个阳极片段都是所述小组之一的成员，其中，所述显示装置还包括与每一个阳极片段连接的信号选择组件，所述信号选择组件被设计成给单一小组的阳极片段提供图象信息信号，同时保持其余的阳极片段在基本上相等的电位上。通过给属于特定小组的每一个阳极片段发送信号，而保持周围的片段具有稳定的电位，每一个被供电阳极片段和周围的片段之间的电位差就是稳定的。因此，在所述被供电阳极片段和周围的片段之间在所有方向上的电流泄露都相等，使得更容易预测和补偿，并且不存在象素强度的不希望的波动。应当指出的是，在一种优选实施方案中，所述发光聚合物层包括一种有机电致发光材料。
将包括在所述显示器上显示完整图象所需要的所有信息的图象信号帧IStot优选设计成发送给所述信号选择组件，并且划分成相应于所述N个阳极片段小组的N个图象信号小组IS1、IS2...ISN，其中，在随后的时间段t1、t2...tN期间，安排ith图象信号小组ISi发送给ith阳极片段小组，直到每一个阳极小组都被激活，然后，对随后的图象信号帧IStot-next重复上述过程。这样，所述显示器的每一个象素都可用于建立能够用眼睛看见的图象，同时获得在整个图象生成阶段期间使被供电阳极的周围阳极具有稳定电位的优点。与现有装置的状态相比，为了保持稳定的更新率，ISi的帧频必须高出N倍，以便为IStot-next提供相同的更新率。优选将所述信号选择组件设计成给单一小组的阳极片段提供图象信息信号，同时将其余的阳极片段接地，这是给周围的单元提供稳定并且相同的电位的一种简便方法。
根据一种优选实施方案，所述显示器是包括纵向阳极和横向阴极的被动矩阵显示器，其中，所述纵向阳极构成所述阳极片段，从而避免了相邻的横向阳极之间的泄露电流。本发明的被动矩阵显示装置优选由两组分散的纵向阳极组成，即N＝2。通过具有两个分散的组，可以获得最有效的显示器覆盖率，导致较低的重复率。毫无疑问，本发明分别与阴极和阳极的方向无关。因此，术语纵向阳极和横向阴极应当被理解成包括横向阳极和纵向阴极，以及任何其他的角度结构。
根据本发明的第二种实施方案，所述显示装置是具有用于每一个象素的独立的阳极片段的主动矩阵显示装置，基本上每一个象素都被多个相邻的象素完全包围。
因此，这种类型的显示器能够以半连续方式驱动，例如，可以向该显示器的每隔5个象素发送图象信号，而相邻的象素与诸如地面的稳定电位连接，并因此起着所述特定象素的保护环的作用。在接下来的步骤中，向随后的象素组发送信号，并且在每一个帧时间重复这一过程5次，以便使该显示器的每一个象素都发光。
下面将结合附图对本发明优选实施方案作更详细的说明。
图1是表示本发明的显示器结构以及相连的控制装置的示意图；图2是图1所示显示装置的示意性横剖视图；和图3是表示现有装置存在问题的示意图。
图1和图2是表示本发明的显示装置结构8的示意图。如图2所示，装置8主要包括第一基体板1和第二基体板2，以及夹在基体板1和基体板2之间的聚合物层3，4。第一基体板1的内表面1′，即朝向聚合物层的表面具有电极结构5，构成了大量独立的、相互平行的列，每一列构成所述显示装置8上的一个阳极或阳极片段5′。显示装置8具有L个阳极片段5′。每一个阳极片段5′与一个图象信号发生器9连接，正如在下面将要更详细说明的。同样，第二基体板2的内表面2′，即朝向聚合物层的表面具有第二电极结构6，构成了大量独立的、相互平行的行，每一行构成所述显示装置8上的一个阴极或阴极片段6′。显示装置8具有M个阴极片段5′。每一个阴极片段与一个阴极选择器10连接，以便选择在什么时间激活哪一个阴极。在图1中，从上面看，所述阴极行5′和阳极列6′基本上是相互垂直的，由它们共同形成象素的图案。在电极结构5和基体板1以及第二电极结构6和基体2之间，分别安装保护层11和12，所述保护层是电绝缘和化学绝缘层。
聚合物层3，4由两个亚层组成第一导电层3，在这里它是诸如PEDOT层的聚合物层；和第二发光层4。所述第一导电层3安装在接近阳极结构5的地方，而第二发光层4安装在接近阴极结构6的地方。
如上文所述，每一个阳极列6′与一个图象信号发生器9连接，该发生器被设计成给每一个阳极片段6′输送电流，所述电流的大小取决于需要在所述显示器8上产生的图象。另外，所述图象信号发生器9包括一个信号选择组件7，正如在下面将要更详细地说明的。
如图1所示，在本发明中，对于被动矩阵显示器来说，将阳极片段5′分成两个小组，每一个小组包括该显示器的其他阳极片段。因此，产生了分散的阳极片段5′的第一组5a和第二组5b。第一组5a的每一个阳极片段与一个第一信号选择装置7a连接，而第二组5b的每一个阳极片段与一个第二信号选择装置7b连接。所述第一和第二选择装置7a和7b共同构成了与所述图象信号发生器9连接的信号选择组件7。
每一个阴极片段与一个阴极选择装置1 3连接，该装置的作用是，在特定时间帧中，根据来自所述图象信号发生器的有关目前正在显示的图象信息的信息选择激活哪一个阴极。
本发明的被动矩阵装置是以“每次一线”模式驱动的，即根据需要的象素图案给所述组的阳极行提供一组不同的电流，并且激活相应的阴极行，使得所述电流都集中在这一行上。当驱动并因此在显示器上产生图象时，首先在所述图象信号发生器上产生包括在所述显示器上显示完整和完全的图象所需要的所有信息的图象信号IStot(或从其他来源接受，例如电视显示器就是如此)。然后将该信号分成L个片段(L是所述显示器的阳极片段的总数量)，每一个片段用于显示器的每一个阳极片段。阳极和阴极之间的每一个交叉点被称为所述显示器的象素，同时，每一个L信号片段因此包括驱动一列象素以便与其他象素列共同形成完整图象所需要的所有信息。不过，由于所述显示器8是以“每次一线”模式驱动的，或更确切地讲，在这里是“每次一行”模式，所述L信号片段包括在时间段0-T期间驱动第一行的信息，在时间段T-2T期间驱动第二行的信息，依此类推。时间T有时被称为行时间。
另外，将L个信号片段分成N个小组，每一个小组相应于所述阳极片段组之一。一般来说，信号片段被划分成N个小组IS1、IS2...ISN，相应于所述阳极片段组51、52...5N。然后将信号小组IS1-ISN输送给信号选择组件7，该组件被设计成在第一时间段t1将第一信号小组IS1输送给第一阳极片段小组51，而其余的小组保持稳定的电位，如接地电位。t1的持续时间优选为0-T/N，而随后的时间间隔具有相等的长度，T/N(T＝t1+t2+...tN)。在以上顺序的第二时间间隔t2期间，将信号选择组件7设计成将第二信号小组IS2输送给第二阳极片段小组52，而其余的小组保持稳定的电位，如接地电位。在t3、t4...tN时间段重复上述过程，直到属于上述小组之一的显示器的每一个象素都被激活。
在特定场合下(如图所示)N＝2，因此，将信号片段划分成2个小组IS1和IS2，分别相应于阳极片段组5a和5b。然后将信号小组IS1和IS2分别输送给信号选择组件7a和7b。将第一信号选择器7a设计成将第一信号小组IS1在每一时间线的前半部分，即在0-T/2期间提供给第一阳极片段小组5a。在第二时间间隔T/2-T期间，将第一信号选择器7a设计成给所述第一阳极片段小组5a输送一个稳定电位，如接地电位。在相同的行时间期间，将第二个信号选择器7b设计成在每一个行时间的第一半部分，即在0-T/2期间给第二阳极片段小组5b提供一个稳定电位，如接地电位。在第二时间间隔T/2-T期间，将第二信号选择器7b设计成将第二信号小组IS2提供给第二阳极片段小组5b。因此，在阴极行激活时间的开始部分，给每一个其他的阳极片段提供一个控制信号，而其余的阳极片段保持相同的电位，而在所述阴极行激活时间的第二部分提供相反的信号。其结果是，对于特定的阴极行来说，由交叉的阳极和阴极所产生的象素发出光线，发光强度取决于在所述阴极行被激活的时间内(又被称为行时间)输送给所述阳极列的电流量，并因此通过所述发光聚合物层。
然后，激活所述系列的下一个阴极行，以便集中电流，根据下一个理想象素图案的电流，首先被输送到第一组阳极列，然后输送到第二组阳极列。对显示器的所有行重复上述过程。为了获得稳定的图象，每秒钟要重复以上所有过程25-200次(被称为帧频)。
通过以上述方式驱动所述显示器，每一个被驱动的象素总是和此时与地面连接(或具有某种其他相等和稳定电位)的象素所包围。因此避免了由于泄露电流大小的波动而产生的不希望的象素强度的波动和起伏。另外，在使用上述驱动方法和显示器时，显示器并不取决于用于上述各聚合物层中的PEDOT材料的特定电阻的确切值。
当然，上述实施方案的多种变化，特别是有关信号划分和输送顺序的变化都是可能的，并且这些改进属于所附权利要求书的范围。另外，还可以改变时间划分，这种时间划分对于彩色显示器来说是特别重要的。在上述实施方案中，要么帧频必须是加倍的，要么行时间必须是减半的，因为每一行的图象是分两个步骤建立的。如果在所述行时间的第一半和第二半期间不强调偶数和奇数列，而是在随后的帧上强调的话，也可以采用上述方法。术语列和行应当以广义术语理解，因为阳极和阴极的各自方向是与本发明没有关系的。
根据本发明的第二种实施方案，将上述驱动和显示技术用于矩阵彩色显示器。在这种情况下，采用上述相同的基本原理。不过，人们需要提供从视频信息向象素地址的正确翻译，但是对于上述本发明的特征来说，这并没有任何实际的重要性，因此不再作进一步的说明。
根据本发明的第三种实施方案，所述显示装置是具有用于驱动每一个单元的独立晶体管的主动矩阵装置。与被动矩阵显示器相比，这种矩阵显示器的优点是启动象素发光的电流可能比较小，因此能更快地切换。不过，在这种情况下，会在两个方向上发生导致图象减弱的能量泄露，因为包围待被激活的象素的所有象素决定了泄露电流。在本发明中，所述显示器能够以半连续方式驱动，例如，所述排列中的每隔5个象素发光，而每一个发光的象素被接地的象素所包围，由它们共同构成了特定帧的保护环。在随后步骤中，选中下一组象素，在这种情况下，重复这一过程5次，直到该显示器的每一组象素都被激活。
本发明不应当被认为仅局限于上述实施方案，而是要包括在所附权利要求书所限定的范围内的所有可能的变化。上文披露了所述变化的例子。本发明的其他变化可以包括使用按上述方法显示的若干较小的显示器结构，采用独立的控制装置，并且组合覆盖一个较大的显示面积。
还应当指出的是，尽管上述方案涉及采用发光聚合物的显示器，但是在所附权利要求书中所披露的本发明同样适用采用诸如小分子化合物的其他有机电致发光材料的显示器。
权利要求
1.一种驱动显示装置(8)的方法，该装置包括一层有机电致发光材料(4，5)，如发光聚合物或小分子化合物，所述层夹在阳极(5)和阴极(6)之间，所述阳极包括多个独立的阳极片段(5′)，所述方法包括以下步骤将所述显示装置的阳极片段(5′)分成N个小组(5a，5b)，每一个小组中的每一个阳极片段由不是同一个小组的成员的阳极片段包围，基本上所述显示装置(8)的每一个阳极片段(5′)都是所述小组(5a，5b)之一的成员，将包括在所述显示器上显示完整图象所需要的所有信息的图象信号IStot分成相应的N个小组IS1、IS2...ISN，以便ith小组包括需要输送到相应的ith阳极片段小组的阳极片段的信息，1≤i≤N，和在第一时间段ti期间，将所述图象信号的第一个小组IS1(i＝1)输送到第一阳极片段的相应的第一小组(5a)，同时保持i≠1并且包围属于所述第一小组的阳极片段的所有其他阳极片段在基本上相同的电位上。
2.如权利要求1的驱动显示装置(8)的方法，还包括以下步骤在随后的时间段t1、t2...tN期间，将ith图象信号小组ISi发送到ith阳极片段小组(5b)，同时保持包围属于所述ith小组的阳极片段的所有其他阳极片段在基本上相等的电位上，直到每一个阳极小组都被激活；并且对随后的图象信号帧重复上述过程。
3.如权利要求1或2的方法，其中，所述保持围绕属于所述第一小组的阳极片段的所有其他阳极片段在基本上稳定和相等电位上的步骤，适当地包括将这一组阳极片段(5′)接地的步骤。
4.如权利要求1、2或3任一项的方法，其中，所述显示装置(8)是包括纵向阳极(5′)和横向阴极(6′)的被动矩阵显示器，其中，所述纵向阳极(5′)构成了所述阳极片段。
5.如权利要求4的方法，其中，N＝2并且所述显示装置(8)是由两组分散的纵向阳极(5a，5b)组成。
6.如权利要求1、2或3任一项的方法，其中，所述显示装置(8)是具有用于每一个象素的独立的阳极片段(5′)的主动矩阵显示装置，基本上每一个象素都被多个相邻的象素完全包围。
7.一种显示装置(8)，该装置包括一有机发光层(4，5)，如发光聚合物或小分子化合物，所述层夹在第一和第二电极结构(5，6)之间，其特征在于，所述由阳极结构(5)构成的第一电极结构包括多个独立的阳极片段(5′)，这些阳极片段被分成N个小组(5a，5b)，所述小组是这样的每一个小组中的每一个阳极片段(5′)被不是同一小组的成员的阳极片段所包围，基本上所述显示装置(8)的每一个阳极片段(5′)都是所述小组(5a，5b)之一的成员，其中，所述显示装置(8)还包括与每一个阳极片段(5′)连接的信号选择组件(7)，所述信号选择组件被设计成给单一小组(5a，5b)的阳极片段提供图象信息信号，同时保持其余的阳极片段在相等的电位上。
8.如权利要求7的显示装置，其中，将包括在所述显示器上显示完整图象所需要的所有信息的图象信号帧IStot设计成发送给所述信号选择组件(7)，并且划分成相应于所述N个阳极片段小组(5a，5b)的N个图象信号小组IS1、IS2...ISN，其中，在随后的时间段t1、t2...tN期间，安排ith图象信号小组ISi发送给ith阳极片段小组，直到每一个阳极小组都被激活，然后，对随后的图象信号帧IStot-next重复上述过程。
9.如权利要求7或8的显示装置，其中，将所述信号选择组件设计成给单一小组的阳极片段(5a，5b)提供图象信息信号，同时将其余的阳极片段接地。
10.如权利要求7、8或9任一项的显示装置，其中，所述显示器是包括纵向阳极(5′)和横向阴极(6′)的被动矩阵显示器，其中，所述纵向阳极(5′)构成所述阳极片段。
11.如权利要求10的显示装置，其中，N＝2，并且所述被动矩阵显示装置(8)优选由两小组(5a，5b)分散的纵向阳极(5′)组成。
12.如权利要求7或8或9任一项的显示装置，其中，所述显示装置(8)是具有用于每一个象素的独立的阳极片段(5′)的主动矩阵显示装置，基本上每一个象素都被多个相邻的象素完全包围。
全文摘要
本发明涉及一种驱动显示装置(8)的方法，该装置包括一层有机电致发光材料(4，5)，所述层夹在阳极(5)和阴极(6)之间，所述阳极包括多个独立的阳极片段(5′)，所述方法包括以下步骤将所述阳极片段(5′)分成N个小组(5a，5b)，每一个小组中的每一个阳极由不是同一个小组的成员的阳极片段包围，将图象信号IS
文档编号G09G3/32GK1496548SQ02801649
公开日2004年5月12日 申请日期2002年5月15日 优先权日2001年5月15日
发明者C·T·H·F·利德瑙姆, A·塞姆佩尔, R·洛斯, C T H F 利德瑙姆, 放宥 申请人:皇家菲利浦电子有限公司
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