像素电路和显示装置的制作方法

xiaoxiao2020-6-26  16

专利名称:像素电路和显示装置的制作方法
技术领域
本发明涉及像素电路和显示装置。
背景技术
有机EL是能够进行高对比显示并具有快速响应速度的自发光元件。因而,具有很高的期望用作能够显示高质量图像的下一代显示器。有机EL元件有时由无源矩阵驱动,但是近年来使用在产生高分辨率方面具有优势的薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵类型变得普遍。利用诸如低温多晶硅的高质量薄膜晶体管(TFT)来长时间驱动有机EL元件来生产显示器,但是在当前环境下以低成本制造大尺寸的显示器被认为是困难的,因为低温多晶硅的生产成本很高。因而,低温多晶硅在实际使用中主要用于小尺寸。另一方面,低温硅TFT具有高迁移性和长稳定性行为,不仅可以用于像素而且还可以用于高速行动的驱动电路。因此,用于驱动选择线或数据线的驱动电路(驱动器)与像素形成在同一玻璃基底上,省略了诸如驱动器IC的一部分电子组件,从而使整体成本降低。然而,低温多晶硅TFT具有可明显变化的Vth(阈值)和迁移性特性。因而,当驱动有机EL的TFT用于饱和区(恒流驱动)时,通常在像素内引入校正电路。例如,如专利文献1中所公开的,由于驱动晶体管的特性方面的差异引起的非均勻显示可以通过利用多个晶体管校正驱动晶体管的Vth来改进。现有技术文献专利文献[专利文献1]PCT申请第2005-514320的经公布的日语翻译发明的一般描述本发明要解决的问题在现有技术中,通常驱动器向像素提供模拟电信号(例如,模拟电势)。这是因为难以利用上述的在特性方面具有显著变化的低温多晶硅TFT在玻璃基底上构建能够得到均勻模拟电势的驱动器。因而,当利用低温多晶硅TFT形成驱动器时,其仅用于能够像选择驱动器一样切换选择与不选择的数字电路。为了进一步降低费用,希望利用TFT制造所有驱动器并且消除驱动器IC。解决问题的手段本发明是由具有多个比特的显示数据来控制显示的显示装置的像素电路,该像素电路包括多个耦接电容器,其连接到被设置至少两个电势的数据使能线;多个比特晶体管,用于响应于具有多个比特的显示数据选择导通或截止以控制多个耦接电容器与数据使能线之间的连接,从而控制所述多个耦接电容器的总电容;以及显示元件,其根据由所述数据使能线设置的两个设置电压之间的差,响应于累积到所述耦接电容器的总电容的电压而行动。并且,所述显示元件是有机EL元件,并且优选地,该显示元件包括用于向所述有机EL元件提供电流的驱动晶体管,并且所述有机EL元件的所述驱动电流通过根据累积到所述耦接电容器的总电容的所述电压决定所述驱动晶体管的所述栅极电压来控制。优选地,所述显示元件还包括多个耦接电容器,其具有由所述多个比特晶体管控制的连接的关系;选择晶体管,其用于控制所述驱动晶体管的栅极连接;保持电容器,其用于连接在所述驱动晶体管的源极与漏极之间;重置晶体管,其用于控制所述驱动晶体管的源极与漏极之间的连接;以及光发射控制晶体管,其用于控制所述驱动晶体管的漏极与所述有机EL元件之间的连接,并且当所述光发射控制晶体管截止并且所述重置晶体管导通时,与所述驱动晶体管的阈值电压对应的电压由所述保持电容来保持,累积到所述多个耦接电容器的所述总电容的电压施加到所述驱动晶体管的所述栅极。并且,所述显示元件是电压控制显示元件。优选地,累积到所述多个耦接电容器的所述总电容的电压施加到所述电压控制显示元件。并且,优选地,所述显示元件还包括多个耦接电容器,其具有由所述多个比特晶体管控制的连接的关系;保持电容器,其与所述电压控制显示元件并联连接;以及重置晶体管,其用于控制所述选择晶体管和所述多个耦接电容器的连接点与稳恒电压源之间的连接,并且累积到所述耦接电容器的总电容的电压在所述重置电容器导通并且该同一电压应用于所述多个耦接电容器的两端以重置所述多个耦接电容器的充电电压,随后所述重置晶体管截止并且所述选择晶体管导通的条件下,根据由所述数据使能线设置的两个设置电压之间的差应用于所述电压控制显示元件。并且,本发明是包括以矩阵设置的各个像素的元件的显示装置,该显示装置包括 由至少两个电势设置的数据使能线;多个比特线,其用于逐比特发送具有多个比特的显示数据,并且预定数量的像素中的一个像素包括多个耦接电容器,其连接到数据使能线;多个比特晶体管,其用于响应于具有多个比特的显示数据而选择导通和截止,控制多个耦接电容器与数据使能线之间的连接,以便控制所述多个耦接电容器的总电容;以及显示元件, 其根据由所述数据使能线设置的两个设置电压之间的差响应于累积到所述耦接电容器的总电容的电压来行动。并且,所述预定数量是1,并且优选地,各个像素包括多个耦接电容器和多个比特
晶体管。并且,所述预定数量大于1,并且优选地,通过一个像素的多个耦接电容器和多个比特晶体管来累积驱动针对其它像素的显示元件的电压。并且,优选地,所述一个像素和所述其它像素是具有彼此不同的颜色的显示元件。并且,优选地,所述一个像素和所述其它像素是用于显示高阶比特数据的像素和用于显示低阶比特数据的像素。本发明的优点根据本发明,因为像素配备有DA转换功能,不需要考虑设置在显示区域外的数据驱动器中的晶体管的阈值的变化,并且变得容易利用TFT构成驱动器。附图简述

图1是示出了一实施方式的像素电路和包含该像素电路的显示装置的示意性构造。图2是表示像素电路的行为的时序图。
图3是示出了当使能电压充电到3-5V时的DA转换特性的图。图4是表示与RGB像素Q0R、20G、20B)共享DA转换器的像素电路的构造的图。图5是示出了在子像素中共享DA转换器的像素电路的构造的图。图6是子像素的显示条件的解释图。图4是表示使用子帧时的像素电路的构造示例的图。图8是示出了图7的构造的子帧的显示示例的图。图9是以电压控制元件作为显示元件的显示装置的示意性构造。图10是表示图9的像素电路的行为的时序图。图11是表示与RGB像素(20R、20G、20B)共享DA转换器的像素电路的构造的图。图12是示出了在子像素中共享DA转换器的像素电路的构造的图。图13是表示使用子帧时的像素电路的构造示例的图。图14是示出了将多个显示引入到终端的构造示例的图。
具体实施例方式将基于以下附图解释本发明的实施方式。图1表示该实施方式的DAC内置像素电路和包含该像素电路的显示装置的示意性构造。在6比特DAC内置像素20中,作为显示元件的有机EL元件1连接到光发射控制晶体管5的漏极端子,并且阴极连接到所有像素公用的阴极电极10 (给出稳恒电势VSS),阳极的栅极端子连接到光发射控制线16。光发射控制晶体管5的源极端子连接到驱动晶体管2的漏极端子(驱动晶体管2的源极漏极连接到电源线9(给出稳恒电势VDD)),并且连接点连接到重置晶体管4的源极端子(重置晶体管4的栅极端子连接到重置线1 。重置晶体管4的漏极端子连接到比特晶体管6-0至6-5的漏极端子(比特晶体管6-0至6-5的栅极端子连接到比特0到比特5的比特线11-0到11-5),并连接到选择晶体管3的漏极端子,选择晶体管3的栅极端子连接到选择线13。比特晶体管6-0至6-5的各个源极漏极连接到耦接电容器7-0至7-5的一端,并且耦接电容器7-0至7-5的另一端连接到数据使能线14。选择晶体管3的源极漏极连接到保持电容器8的一端,并且保持电容器8的另一端以及驱动晶体管2的栅极端子连接到电源线9。这里,耦接电容器7-0至7-5的电容值被构成为满足 CO Cl C2 C3 C4 C5 = 1 2 4 8 16 32。选择线13和数据使能线14由第一选择驱动器21驱动,重置线15和光发射控制线16由第二驱动器驱动。选择驱动器21、22并不必须如图1所示分为第一驱动器和第二驱动器,一个选择驱动器可以驱动所有四根线。比特线11-0至11-5经由复用器12-0至12_15连接到数据线18,并且各个比特线由复用线17-0至17-5控制。来自数据驱动器23的输出由复用器12-0至12-15切换并提供给各个比特线。例如,当比特数据按照时分方式从数据驱动器23从比特0至比特5连续输出时,通过根据定时来选择复用线17-0至17-5而将比特数据提供给对应的比特线,并且比特晶体管6-0至6-5根据比特数据而导通和截止。如上所述,一条数据线18可以利用复用器12访问6条比特线11_0至11_5。结果,来自数据驱动器23的输出的数量可以减少。来自数据驱动器23的输出的数量可以通过复用器12-0至12-5减少,从而数据驱动器23可以简化,并且可以消除复用器。也就是说,来自数据驱动器23的输出可以按照与比特线相同的数量制备,以直接连接比特线11-0 至 11-5。如上所述,当利用复用器12将各个比特数据提供给比特线11-0至11-5时,比特线11-0至11-5处于例如图2所示的情况(B0至B5)。在该示例中,要输入到像素的比特数据是6比特64灰度当中的“22(010110)(在括号中显示的是比特)”,并且通过从数据驱动器23输出互补数据“41 (101001),,并保持在各个比特线中,使得与P型晶体管的导通和截止对应。也就是说,互补数据中的“0”表示使比特晶体管6导通的低电势,“1”表示使比特晶体管6截止的高电势。结果,数据使能线14和耦接电容器的总值表示为下式CC = C1+C2+C4 = 22C0。将参照图2解释驱动像素的方法。首先,当数据使能线14的电势被设置为Vref, 选择线13和重置线15被设置为15,从而选择晶体管3和重置晶体管4导通时,驱动晶体管 2的栅极端子和漏极端子二极管连接,而将电流施加于有机EL元件1。接着,当光发射控制线16被设置为高电势,并且光发射控制晶体管5截止时,施加到有机EL元件1的电流被切断,并且驱动晶体管2的漏极电势变得接近没有施加电流的电势,即,Vth0最终的电势Vth 被写入保持电容器8,并且Vref-(Vdd-Vth)被写入耦接电容器7 (在该示例中,电容器7_1、 7-2,7-4总计为CC = 22C0),因为数据使能线14被保持为Vref。接着,重置线15被设置为高电势,而选择线13是低电势。在重置晶体管4截止并且耦接电容器7的电势被固定之后,当数据使能线14是Vdat (Vdat < Vref)时,驱动晶体管2的栅极电势表示为下式1。[式1]
权利要求
1.一种由具有多个比特的显示数据来对显示进行控制的显示装置的像素电路,该像素电路包括多个耦接电容器,其连接到被设置至少两个电势的数据使能线; 多个比特晶体管,用于响应于具有多个比特的显示数据选择导通或截止以控制多个耦接电容器与数据使能线之间的连接,以便控制所述多个耦接电容器的总电容;以及显示元件,其根据由所述数据使能线设置的两个设置电压之间的差来响应于累积到所述多个耦接电容器的总电容的电压而行动。
2.根据权利要求1所述的像素电路,其中, 所述显示元件是有机EL元件,该显示元件包括用于向所述有机EL元件提供电流的驱动晶体管,并且通过根据累积到所述多个耦接电容器的总电容的所述电压决定所述驱动晶体管的所述栅极电压来控制所述有机EL元件的驱动电流。
3.根据权利要求2所述的像素电路,其中,所述像素电路还包括多个耦接电容器,具有由所述多个比特晶体管控制的连接关系;选择晶体管,其用于控制所述驱动晶体管的栅极连接; 保持电容器,其用于连接在所述驱动晶体管的源极与漏极之间; 重置晶体管,其用于控制所述驱动晶体管的源极与漏极之间的连接;以及光发射控制晶体管,其用于控制所述驱动晶体管的漏极与所述有机EL元件之间的连接,并且当所述光发射控制晶体管截止并且所述重置晶体管导通时,与所述驱动晶体管的阈值电压对应的电压由所述保持电容器来保持,累积到所述多个耦接电容器的总电容的电压施加到所述驱动晶体管的所述栅极。
4.根据权利要求1所述的像素电路,其中,所述显示元件是电压控制显示元件,其特征在于,累积到所述多个耦接电容器的总电容的电压施加到所述电压控制显示元件。
5.根据权利要求4所述的像素电路,所述像素电路还包括 多个耦接电容器具有由所述多个比特晶体管控制的连接关系; 选择晶体管,其用于控制所述电压控制显示元件的所述连接; 保持电容器,其与所述电压控制显示元件并联连接;以及重置晶体管,其用于控制所述选择晶体管和所述多个耦接电容器的连接点与稳恒电压源之间的连接,其中,在所述重置电容器导通并且与累积到所述多个耦接电容器的总电容的电压相同的电压被施加到所述多个耦接电容器的两端以重置所述多个耦接电容器的充电电压,随后所述重置晶体管截止并且所述选择晶体管导通的条件下,累积到所述多个耦接电容器的总电容的电压根据由所述数据使能线设置的两个设置电压之间的差施加到所述电压控制显示元件。
6.一种显示装置,所述显示装置具有用于以矩阵设置的各个像素的显示元件,所述显示装置包括被设置至少两个电势的数据使能线;多个比特线,其用于逐比特地发送具有多个比特的显示数据,并且预定数量的像素中的一个像素包括 多个耦接电容器,其连接到数据使能线;多个比特晶体管,其用于响应于具有多个比特的显示数据选择导通和截止,来控制多个耦接电容器与数据使能线之间的连接,以便控制所述多个耦接电容器的总电容;以及显示元件,其根据由所述数据使能线设置的两个设置电压之间的差,响应于累积到所述多个耦接电容器的总电容的电压来行动。
7.根据权利要求6所述的显示装置,其中,所述预定数量是1,并且各个像素包括多个耦接电容器和多个比特晶体管。
8.根据权利要求6所述的显示装置,其中,所述预定数量大于1,并且通过一个像素的多个耦接电容器和多个比特晶体管来累积用于驱动其它像素的显示元件的电压。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述一个像素和所述其它像素是具有彼此不同的颜色的显示像素。
10.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述一个像素和所述其它像素是用于显示高阶比特数据的像素和用于显示低阶比特数据的像素。
全文摘要
得到一种不容易被晶体管特性影响的数据驱动器的构造。多个耦接电容器7连接到配置有至少两个设置电势的数据使能线。根据多个比特的显示数据来导通和截止的多个比特晶体管6控制多个耦接电容器与数据使能线之间的连接关系,以控制所述多个耦接电容器的总电容。显示元件根据配置到所述数据使能线的两个设置电势之间的差,依据累积到所述耦接电容器的总电容的电压来操作。通过以上操作,显示器逐像素地由每多比特显示数据控制。
文档编号G09G3/30GK102576511SQ201080045262
公开日2012年7月11日 申请日期2010年10月6日 优先权日2009年10月8日
发明者川边和佳 申请人:全球Oled科技有限责任公司

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