專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一個圖像顯示裝置，其包括亮度由一個信號控制的像素，尤其涉及這樣一個圖像顯示裝置，對于每個像素來說，用于發(fā)光的一個發(fā)光單元以其亮度由電流所控制，例如一個有機場致發(fā)光(EL)單元。更具體地說，本發(fā)明涉及一個有源矩陣型圖像顯示裝置，其中提供到一個發(fā)光單元的電流量由例如提供在每個像素中的絕緣柵型場效應晶體管的一個有源元件所控制。
背景技術：
通常，在有源矩陣型圖像顯示裝置中，大量的像素被排列成一個矩陣變換，響應其上所加的亮度信息控制針對每一個像素的光強，以便顯示一個圖像。液晶被作為一個電-光材料使用，每一像素的傳輸系數(shù)響應寫入該像素的電壓而變化。即使利用采用有機的場致發(fā)光材料作為電子光物質的有源矩陣型圖像顯示裝置的條件下，其基本操作也類似于采用液晶材料的情況。但是，不同于液晶顯示器裝置，一個有機EL顯示器裝置是一個自發(fā)光型的裝置，其中每個像素具有一個發(fā)光單元。所以，該有機EL顯示器裝置的優(yōu)點在于其展現(xiàn)比一個液晶顯示器裝置更高的可見度，所以其不需要背景光，并且具有更高的反應速率。每個單獨的發(fā)光單元的亮度以電流量控制。換言之，有機EL顯示器與液晶顯示器裝置的顯著不同在于該發(fā)光單元是電流驅動型或電流控制型。
類似于液晶顯示器裝置，該有機EL顯示器裝置可能使用一個簡單的矩陣系統(tǒng)或一個有源矩陣系統(tǒng)作為一個驅動系統(tǒng)。雖然簡單的矩陣系統(tǒng)在結構上簡單，但是其難于實現(xiàn)一個大尺寸并且高分辯率的顯示裝置。因此，已經為發(fā)展有源的矩陣系統(tǒng)的有機EL顯示器裝置做了許多努力。在有源矩陣系統(tǒng)的有機EL顯示器裝置中，流經提供在每個像素中的發(fā)光單元的電流由一個有源元件所控制，通常是一個薄膜晶體管的形式，它是一種絕緣柵型場效應晶體管，以下可以稱作TFT。日本待公開專利申請平成8-234683中公開了一個有源矩陣系統(tǒng)的有機EL顯示器裝置的實例，其用于該有機EL顯示器裝置中的一個像素的等效電路在圖10中示出。參考圖10，示出的像素PXL包括一個發(fā)光單元OLED、一個第一個薄膜晶體管TET1、一個第二薄膜晶體管TFT2以及一個保持電容器Cs。該發(fā)光單元OLED是一個有機的場致發(fā)光(EL)元件。由于在大多數(shù)情況下的一個有機EL單元具有整流性質，所以其常常被稱為OLED(有機發(fā)光二極管)，并且圖10中的二極管的標志被用于該發(fā)光單元OLED。但是，發(fā)光單元不局限于一個OLED，只要其亮度由流經該元件的電流量所控制，任何元件都可以用作該發(fā)光單元。對于一個OLED來說，并不總是需要具有整流性質。在圖10示出的像素中，一個基準電位地電位)被加到該第二薄膜晶體管TFT2的源極S，而該發(fā)光單元OLED的陽極A(正電極)被連接到電源電位Vdd，同時陰極K(負電極)被連接到該第二薄膜晶體管TFT2的漏極D。同時，第一個薄膜晶體管TFT1的柵極G被連接到一個掃描線X，而第一個薄膜晶體管TFT1的源極S被連接到一個數(shù)據(jù)線Y。第一個薄膜晶體管TFT1的漏極D被連接到保持電容器Cs以及第二薄膜晶體管的柵極G。
為了使該像素PXL工作，掃描線X首先被置成所選狀態(tài)，然后把表示亮度信息的數(shù)據(jù)電位Vdata加到數(shù)據(jù)線Y。結果是，第一薄膜晶體管TFTI被導通，該保持電容Cs被充電或放電，并且該第二薄膜晶體管的柵極電位變成與電位Vdata相等。隨后，如果該掃描線X被置成一個非選擇狀態(tài)，則該第一薄膜晶體管TFT1隨后被斷開，并且該第二薄膜晶體管TFT2從該數(shù)據(jù)線Y斷開電連接。但是，第二薄膜晶體管TFT2的柵極電位由該保持電容器Cs穩(wěn)定地保持。流經發(fā)光單元OLED的電流通過該第二薄膜晶體管TFT2，展現(xiàn)一個取決于該第二薄膜晶體管TFT2的柵-源電壓Vgs的值，并且該發(fā)光單元OLED繼續(xù)以對應于從該第二薄膜晶體管TFT2提供的電流量的一個亮度值發(fā)光。在本說明書中，挑選一個掃描線X以便把數(shù)據(jù)線Y的電位發(fā)送到一個像素之內的操作在以下稱作″寫入″。在第二薄膜晶體管TFT2的漏極和源極之間流動的電流被表示為Ids，此電流是流向該發(fā)光單元OLED的電流。如果假定該第二薄膜晶體管TFT2工作在一個飽和區(qū)中，則電流Ids由下面數(shù)學式表示Ids＝(1/2)·μ·Cox·(W/L)·(Vgs-Vth)2＝(1/2)·μ·Cox·(W/L)·(Vdata-Vth)2......(1)其中Cox每單位面積的柵極電容，并且由下面數(shù)學式給出Cox＝ε0·εr/d......(2)在上面的表示式(1)和(2)中，Vth是用于第二薄膜晶體管TFT2的門限電壓、μ是載流子的移動性、W是溝道寬度、L是溝道長度ε0是真空介電常數(shù)，□r是柵極絕緣膜的介電常數(shù)，d是柵極絕緣膜的厚度。
根據(jù)表示式(1)，電流Ids能夠以將要被寫入到該像素PXL的數(shù)據(jù)電位Vdata控制，并且作為結果，能夠控制該發(fā)光單元OLED的亮度。其中，該第二薄膜晶體管TFT2操作在一個飽和區(qū)中的理由如下。具體地說，該理由是由于在飽和區(qū)中的電流Ids僅以柵源電壓Vgs控制而與漏源電壓Vds無關，因此即使該漏源電壓Vds由該發(fā)光單元OLED的色散特性而波動，電流Ids的一個預定量也能夠流到該發(fā)光單元OLED。
如前描述，利用圖10示出的像素PXL的電路結構，如果一旦執(zhí)行該數(shù)據(jù)電位Vdata的寫入，該發(fā)光單元OLED隨繼以一個固定的亮度值發(fā)光一個掃描周期(一幀)，直到其被重新寫入為止。如果大量的這種像素PXL被排列在一個如圖11所示的矩陣中，則能夠構成一個有源矩陣型圖像顯示裝置。如圖11所見，傳統(tǒng)的圖像顯示裝置包括用于在一個預定掃描周期(例如在符合STSC標準的一個幀周期)中選選擇選擇像素PXL的多個掃描線X1到XN，以及用于提供驅動該像素PXL的亮度信息(數(shù)據(jù)電位Vdata)的多個數(shù)據(jù)線Y。掃描線X1到XN以及數(shù)據(jù)線Y彼此垂直地延伸以使在一個矩陣相交點上排列像素PXL。掃描線X1到XN被連接到一個掃描線驅動電路21，而數(shù)據(jù)線Y被連接到一個數(shù)據(jù)線驅動電路22。在數(shù)據(jù)電位Vdata的寫由該數(shù)據(jù)線驅動電路22從該數(shù)據(jù)線Y連續(xù)地重復的同時，掃描線X1到XN由該掃描線驅動電路21連續(xù)地選擇，從而顯示一個期望的圖像。同時，在一個簡單矩陣型圖像顯示裝置中，包括在每個像素PXL中的發(fā)光單元僅在一個選擇瞬間發(fā)光，該圖11中示出的有源矩陣型的圖像顯示裝置的優(yōu)點在于，由于每個像素PXL的發(fā)光單元在對于該像素的結束之后還繼續(xù)其發(fā)光，所以當與簡單矩陣型圖像顯示裝置相比時，該發(fā)光單元的峰值亮度(峰值電流)能夠被減小，尤其是在該顯示裝置具有大尺寸和高分辯率的場合。
圖12是示出另一傳統(tǒng)像素結構的等效電路圖。在圖12中，對應于圖10示出的傳統(tǒng)像素結構的那些單元由相同的參考符號表示，以便有助于理解。雖然圖10的傳統(tǒng)像素結構使用一個N溝道型場效應晶體管用于該薄膜晶體管TFT1和TFT2，但是該圖12的傳統(tǒng)的像素結構使用的是P溝道型的場效應晶體管。相應地，在圖12的像素結構中，發(fā)光單元OLED的陰極K被連接到負電位Vdd，而陽極A被連接到第二薄膜晶體管TFT2的漏極D，與圖10結構中的像素相反。
圖13是一個截面圖，示出圖12中的像素PXL的結構的一部分。但是為了便于說明，圖13中僅示出了發(fā)光單元OLED和第二薄膜晶體管TFT2。該發(fā)光單元OLED包括按序列重疊放置的一個透射電極10、、一個有機EL層11和一個金屬電極12。該透射電極10針對每個像素分別地提供并且起到該發(fā)光單元OLED的陽極A的作用，并且由透明的傳導性薄膜，例如ITO形成。金屬電極12在像素中共同連接，并且起到發(fā)光單元OLED的陰極K的作用。具體地說，金屬電極12共同連接到一個預定電源電位Vdd。有機EL層11是一個復合材料薄膜，包括例如一個空穴傳導層和一個電子傳導層。例如，Diamyne被蒸發(fā)沉積作為在該透射電極10上的空穴傳導層，起到陽極A的作用；而Alq3被蒸發(fā)沉積作為在該空穴傳導層上的電子傳導層，然后在該電子傳導層上形成該金屬電極12，作為陰極K(電子注入電極)。注意，該Alq3表示8羥基奎林鋁。這種具有分層結構的發(fā)光單元OLED只是作為一個實例描述。如果在具有如上所述結構的發(fā)光單元OLED的陽極和陰極之間施加一個正向電壓(大約10V)，則隨即出現(xiàn)例如電子和空穴的載流子，并且觀察到光的發(fā)射。發(fā)光單元OLED的操作被認為是由從該空穴傳導層注入的空穴和從該電子傳導層注入的電子所形成單元被激勵的光輻射。
同時，該第二薄膜晶體管TFT2包括在由玻璃之類材料制造的基片1上形成的一個柵電極2、放置在該柵電極2的上表面的上的一個柵極絕緣薄膜3、和放置在該柵電極2上的一個半導體薄膜4，以這扇柵極絕緣薄膜3插入在半導體薄膜4和柵電極2之間。該半導體薄膜4例如由多晶硅薄膜形成。該第二薄膜晶體管TFT2包括一個源極S、一個溝道Ch和一個漏極D，形式一個用于把電流提供到該發(fā)光單元OLED的路徑。溝道Ch的位置緊靠柵電極2上表面，并且該底部柵極結構的該第二薄膜晶體管TFT2以一個中間層絕緣薄膜5覆蓋，并且一個源極6和一個漏極7被形成一個中間層絕緣薄膜5。以插入另一中間層絕緣薄膜9在上述的部件上形成上述的發(fā)光單元OLED。
當如上所述的這種有源矩陣型的EL顯示裝置被形成時，第一個課題是進行該第二TFT2設計中的自由度，該第二薄膜晶體管TFT2是用于控制流經該發(fā)光單元OLED的低值電流量的有源元件，在某些情況下，適合于像素維數(shù)的實際設計是困難的。需要解決的第二課題是難于自由地調節(jié)整個屏蔽的顯示亮度。參照圖10到13，對于通用的裝置就所述主題的具體設計參數(shù)做了描述。在一個典型設計實例中，屏幕尺寸是20cm×20cm，行數(shù)(行掃描線數(shù))是1000，列數(shù)(數(shù)據(jù)線數(shù))是1000，像素尺寸S＝200μm×200μm，峰值亮度Bp＝200cd/m2，發(fā)光單元的效率E＝10cd/A，第二薄膜晶體管TFT2的柵極絕緣薄膜的厚度d＝100nm，柵極絕緣薄膜的介電常數(shù)εr＝3.9，載流子遷移率μ＝100cm2/V·s，每一像素峰值電流Ip＝Bp/ExS＝0.8μA，|Vgs-Vth|(激勵電壓)Vp＝5V。為了在上述的設計實例中提供該峰值電流Ip，作為第二薄膜晶體管TFT2的一個設計實例，從如下表示式(1)和(2)確定溝道寬度和溝道長度溝道寬度W＝5μm溝道長度L＝{W/(2·Ip)}·μ·Cox·Vp2＝270μm…(3)其中，第一個問題是，由上面的表示式(3)給定的溝道長度L等于或大于像素尺寸(S＝200μm×200μm)。如從該表示式(3)中所見，峰值電流Ip的增加與溝道長度L成反比。在上述實例中，為了把峰值電流Ip抑制到足以用于操作的0.8μA，該溝道長度L必須設置為長達270μm。但是，這并非是最可取的，因為這需要占用該像素中的TFT2的一個大的面積，導致發(fā)光面積的減少。此外，像素的細化變成難于進行。本質的問題在于，如果所需要的亮度值(峰值電流)和一個半導體加工參數(shù)等等被給定的話，則該第二薄膜晶體管TFT2的設計中的自由度很小。具體地說，如能夠從表示式(3)中看到的那樣，在上述實例中用于減小該溝道長度L的一個可能的辦法是減小溝道寬度W。但是，從加工處理的角度看，存在對該溝道寬度W的細化的限制，并且就目前以薄膜晶體管加工的程度來說，難于明顯地精化該溝道寬度W。另一可能辦法是減小該激勵電壓的峰值Vp。但是在此情況下，為了執(zhí)行灰度控制，其需要以一個微細激勵電壓步進來控制從該發(fā)光單元OLED發(fā)出的光強。例如在Vp＝5V的情況下，如果試圖以64等級控制發(fā)出的光強，則電壓每步進一個等級平均大約是5V/64＝80mV。如果電壓步進被進一步減小，則該圖像顯示的顯示質量將受到細小噪聲或TFT符號的色散的影響。因此，也存在對于該激勵電壓峰值Vp減少的限制。另一可能解決方案是設置加工參數(shù)，例如把表示式(3)中的載流子遷移率A設置到適當值。但是，通常難于以高精確度并且經濟地把加工參數(shù)控制到優(yōu)選值，其對于根據(jù)一個圖像顯示裝置的規(guī)范設計一個生產處理過程來說是根本不切實際的。以這種方式，在一個傳統(tǒng)的有源矩陣型的EL顯示裝置中，一個像素的設計方面的自由度低得難于執(zhí)行實際設計。
與上述第一個問題有關，第二個問題是，在該有源矩陣型EL顯示裝置中，其難于任意地控制整個屏蔽的顯示亮度。通常，在一個電視接收機等的圖像顯示裝置中，一個實用的本質需求是該整個屏蔽的顯示亮度能夠被自由地調整。例如，當該圖像顯示裝置被使用在一個明亮的環(huán)境中時，很自然把它的屏蔽亮度調節(jié)高，而當該圖像顯示裝置被使用在一個黑暗的環(huán)境中時，則抑制它的屏蔽亮度。屏蔽亮度的這種調整能夠通過例如利用液晶顯示器變化該背景亮度而迅速地實現(xiàn)。另一方面，利用簡單矩陣的一個EL顯示裝置，能夠通過在尋址之時調整該驅動電流而比較簡單地調整該屏蔽的亮度。
但是，利用有源矩陣型的一個有機顯示裝置難于任意地調節(jié)整個屏幕的顯示亮度。如上所述，該顯示亮度的增加正比于該峰值電流Ip，而該峰值電流Ip的增加反比于TFT2的溝道長度L。因此，為了降低該顯示亮度，應該增加溝道長度L。但是，這不能作為一個由用戶任意地選擇該顯示亮度的一個對策。一種象是能實現(xiàn)的方法是減小激勵電壓的峰值Vp，以便減小該亮度。但是，如果峰值Vp減小，則將由噪聲等引起圖像質量的惡化。相反，在期望提高亮度的場合，即使試圖提高激勵電壓的峰值Vp，由于第二薄膜晶體管TFT2等的電壓承受特性的原因，也必然存在對亮度的上限值。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供一個在像素內增加有源元件設計自由度的一個圖像顯示裝置，以便實現(xiàn)良好設計以及能夠自由和簡單地調節(jié)屏幕亮度。
為了達到上述目標，根據(jù)本發(fā)明第一方面，其中提供一個圖像顯示裝置，包括排列在一個矩陣中的多個像素；用于以一個預定掃描周期選擇該像素的多條掃描線；垂直于該掃描線延伸、用于提供亮度信息以便驅動該像素的多條數(shù)據(jù)線；該像素放置在該掃描線和該數(shù)據(jù)線的相交點；每一個像素包括，一個用于發(fā)出光的發(fā)光單元，其亮度值根據(jù)其上所加的電流量而變化，一個由該掃描線之一所控制的第一有源元件，用于把來自數(shù)據(jù)線之一加到其上的亮度信息寫入到該像素中，以及一個第二有源元件，用于響應寫入到該像素中的亮度信息而控制被提供到該發(fā)光單元的電流量；該亮度信息寫入到每一個像素是通過把對應于該亮度信息的一個電信號加到與該像素連接的數(shù)據(jù)線而同時選擇連接到該像素的掃描線執(zhí)行的；在連接到該像素的掃描線被置成非選擇狀態(tài)之后，寫入在每一個像素中的亮度信息還由該像素保持，以使該像素的發(fā)光單元能夠繼續(xù)以對應于由該像素保持的亮度信息的一個亮度值發(fā)光；以及控制裝置，用于強制地熄滅至少在一個掃描線單元中連接到該掃描線相同之一的那些像素的發(fā)光單元，以使該發(fā)光單元在該亮度信息被寫入到該像素中之后的一個掃描周期的期間內從發(fā)光狀態(tài)被置成熄滅狀態(tài)，直到新亮度信息被隨后寫入到該像素為止。
最好是，該控制裝置能夠調整一個時間點，在該時間點，在亮度信息被寫入到該像素之后的一個掃描周期的期間之內，每一個發(fā)光單元從一個發(fā)光狀態(tài)變換成一個熄滅狀態(tài)，直到新亮度信息被隨后寫入到該像素為止。
該圖像顯示裝置的構造可以使該控制裝置包含一個連接到該第二有源元件柵極的每一個像素的絕緣柵型場效應晶體管形式的第三有源元件，并且能夠提供一個控制信號到該第三有源元件，以便控制該第二有源元件的柵極電位，從而熄滅該像素的發(fā)光單元，該控制信號被加到包括在這樣一些像素中的第三有源元件這些像素經過一個被提供用于每一掃描線、并且與該掃描線平行的一個停止控制線而在這些掃描線的同一條掃描線上。
作為一個選擇，該圖像顯示裝置可以被設計使得該控制裝置包括與每一個像素的發(fā)光單元串聯(lián)的一個第三的有源元件，并且能夠把一個控制信號提供到該第三有源元件，以便截止流到該發(fā)光單元的電流，該控制信號被加到包括在這樣一些像素中的第三有源元件，這些像素經過一個被提供用于每一掃描線、并且與該掃描線平行的一個停止控制線而在這些掃描線的同一條掃描線上。
此外，該圖像顯示裝置可以設計成使得每一個像素的發(fā)光單元包括具有整流作用的雙終端單元，并且以第一終端連接到該第二有源元件，而以第二終端連接到像素的第二終端，這些像素連接到同一條與像素連接、但與連接到任何其它掃描線的像素的第二終端電絕緣的掃描線，并且該控制裝置控制共同連接到同一掃描線的那些雙終端單元的第二終端的電位，以便熄滅該雙終端單元。
在從亮度信息被寫入到像素之后直到新亮度信息被隨后寫入到該像素為止的一個周期之內，該控制裝置可以再一次選擇掃描線，以便從該數(shù)據(jù)線把表示零亮度的信息寫入到該像素中，以便熄滅該像素的發(fā)光單元。
此外，該圖像顯示裝置可以設計成使得每一個像素還包含一個電容單元，一端連接到形成該第二有源元件的絕緣柵型場效應晶體管的一個柵極，用于控制流到該發(fā)光單元的電流量，并且該控制裝置控制該電容單元的另一端的電位，以便控制形成該第二有源元件的該絕緣柵型場效應晶體管的柵極電位，以便熄滅該發(fā)光單元。
此外，該控制裝置可以控制在亮度信息被寫入到該像素之后的一個掃描周期之內的該發(fā)光單元的一個發(fā)光的時間點和一個熄滅的時間點，該發(fā)光單元至少包括在一個掃描線的單元中的每一個像素中。
該圖像顯示裝置可以設計成用于紅、綠和藍的像素被共同連接到每一個掃描線，并且該控制裝置以彼此不同的時間點熄滅包括在用于紅、綠和藍的像素中的發(fā)光單元。
最好是該發(fā)光單元是一個有機場致發(fā)光單元。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一個圖像顯示裝置，其中的多個像素在第一亮度信息寫入到該像素之后直到新的第二亮度信息被寫入到該像素為止的一個掃描周期的時間段內響應亮度信息發(fā)光，包括用于以一個預定掃描周期單獨地選擇該像素的多條掃描線，垂直于該掃描線形成、用于提供點亮該像素的亮度信息的多條數(shù)據(jù)線；由每一掃描線控制的第一有源元件，用于將亮度信息送出(fetching)到每一個像素，一個第二有源元件，用于把由該第一有源元件送出的亮度信息變換成一個電信號，用于驅動該像素，以及控制裝置，用于在一個掃描周期的時間段內把像素從一個發(fā)光狀態(tài)置成一個熄滅狀態(tài)。
最好是，該控制裝置能夠變化在一個掃描期內的在像素被點亮之后到像素被熄滅的一個時間。
該圖像顯示裝置可以構造成該第二有源元件是一個絕緣柵型場效應晶體管，并且該控制裝置包括一個連接到絕緣柵型場效應晶體管的柵極的第三有源元件，并且經過一個實質上與每一個掃描線平行的一個控制線所控制。
該控制裝置可以包括一個與該第二有源元件串聯(lián)提供的第三有源元件，并且經過一個實質上與每一個掃描線平行的一個控制線所控制。
此外，該圖像顯示裝置可以構造成使得每一個像素包括一個發(fā)光單元，具有連接到該第二有源元件的第一終端和連接到一個基準電位的第二終端，并且該控制裝置變化地控制該基準電位，以便熄滅該發(fā)光單元。
在該掃描線被選擇之后，該控制裝置可以再一次在一個掃描周期的時間段內選擇掃描線，并且把表示零亮度的亮度信息從數(shù)據(jù)線提供到該像素，以便熄滅該像素。
此外，該圖像顯示裝置可以設計成使得每一個像素還包含一個電容單元，一端連接到形成該第二有源元件的絕緣柵型場效應晶體管的一個柵極，并且該控制裝置控制該電容的單元的另一端的電位，以便控制形成該第二有源元件的該絕緣柵型場效應晶體管的柵極電位，以便熄滅該象素。
該控制裝置可以熄滅用于每一個掃描線的像素。
此外，該圖像顯示裝置可以設計成每一個像素包括用于紅、綠和藍的發(fā)光單元，并且該控制裝置能夠以彼此不同的時間點熄滅包括在用于紅、綠和藍的像素的發(fā)光單元。
此外，該圖像顯示裝置可以設計成該第二有源元件把該亮度信息變換成用于驅動該像素的電流，并且每一像素包括一個使用隨電流發(fā)光的有機物質的發(fā)光單元。
此外，該圖像顯示裝置可以設計成進一步包括掃描線驅動電路，其輸入有用于連續(xù)地選擇掃描線的一個垂直時鐘信號，并且該控制裝置包含一個控制電路，用于接收通過把該垂直時鐘信號延遲一個預定的周期而獲得的另一垂直時鐘信號，以便選擇平行于該掃描線提供的掃描線或控制線，并且通過該掃描線驅動電路該垂直時鐘信號同步地連續(xù)地選擇該掃描線，以便點亮該像素，經過該掃描線或該控制線，該已經點亮的像素在一個掃描周期的時間段內與由該控制電路延遲的垂直時鐘信號同步地被熄滅。在此情況下，該圖像顯示裝置可以進一步構造成還包括一個用于提供該亮度信息到該數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)線驅動電路，并且該掃描線驅動電路的輸出端的每一個都連接到一個邏輯“或”電路的輸入端，該邏輯“或”電路具有一個連接到掃描線之一的輸出端，同時該控制電路的輸出端的每一個連接一個邏輯“與”電路的輸入端，該邏輯“與”電路連接到該邏輯“或”電路的另一輸入端，并且該垂直時鐘信號被輸入到該邏輯“與”電路的另一輸入端。
在該圖像顯示裝置中，在亮度信息被寫入到一個掃描線單元中的像素中之后，在下一個掃描線周期(幀)的亮度信息被重新寫入到該像素之前，包括在一個掃描線單元中的該像素中的發(fā)光單元被共同地熄滅?；驌Q言之，在亮度信息被寫入到每個像素并且該像素開始發(fā)光之后，在執(zhí)行下一個幀的寫入之前該光的輻射能夠被停止。結果是，在亮度信息被寫入到該像素之后，該發(fā)光單元從點亮到熄滅的時間能夠被調整。換言之，在一個掃描周期或一個幀內的發(fā)光的時間比(占空比)能夠被調整。該發(fā)光的時間(占空)的調整對應于每一發(fā)光單元的峰值電流的調整。因此，通過調整該占空比，該顯示亮度，即在時間中的顯示亮度的均值能夠被簡單和自由地調整。更為重要的是，能夠通過適當?shù)卣{整該占空比而增加該峰值電流。例如，如果占空比減小到1/10，則即使該峰值電流增加到10倍，也獲得一個相等的亮度值。如果該峰值電流增加10倍，則包括在每個像素中的薄膜晶體管的溝道長度能夠被減小到1/10。以這種方式，通過合適地選擇該占空比，增加設計包括在每個像素中的薄膜晶體管的自由度，并且實現(xiàn)實際的設計。而且，由于該占空比能夠被自由地調節(jié)，所以提供了自由度，在顯示亮度均值在時間中保持相等的的同時，適當?shù)卣{節(jié)當發(fā)光時流向每一發(fā)光單元的電流量。結果是，產生在用于控制流到該發(fā)光單元的電流量的一個有源元件的設計中的自由度。結果是，有可能設計一個圖像顯示裝置，其能夠提供更高的圖像質量或提供另一更小像素尺寸的圖像顯示裝置。


本發(fā)明上述和其它目的、特色和優(yōu)點在結合附圖的隨后的描述和所附的權利要求書中將變得顯見，附圖中相同的部分或單元由相同的標號表示。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖像顯示裝置的一個像素的電路圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖像顯示裝置的整個電路的方框圖；圖3是說明圖2的圖像顯示裝置的操作的定時圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的圖像顯示裝置的整個電路的方框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的圖像顯示裝置的一個像素的方框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的圖像顯示裝置的一個像素的方框圖；圖7是說明圖6的像素的操作的定時圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的圖像顯示裝置的整個電路的方框圖；圖9是說明圖8的圖像顯示裝置的操作的定時圖；圖10是傳統(tǒng)圖像顯示裝置的一個實例的像素的電路圖；圖11是采用圖10像素的傳統(tǒng)圖像顯示裝置的整個的電路方框圖；圖12是傳統(tǒng)圖像顯示裝置的另一實例的像素的電路圖；
圖13是一個截面圖，示出圖12中的像素結構的一部分；圖14是根據(jù)本發(fā)明第六實施例的圖像顯示裝置的一個像素的等效電路圖；和圖15是說明圖14的像素的操作的定時圖。
具體實施例方式
參考圖1，其中示出根據(jù)本發(fā)明第一最佳實施例的圖像顯示裝置的像素的等效電路圖。該圖像顯示裝置包括多個掃描線X(圖1中僅示出一個)，用于在一個掃描周期(幀)中選擇像素PXL，以及多個數(shù)據(jù)線Y(圖1中僅示出一個)，用于提供驅動該像素PXL的亮度信息。該掃描線X和該數(shù)據(jù)線Y彼此垂直地延伸以使在一個矩陣單獨的相交點上排列像素PXL。掃描線X和數(shù)據(jù)線Y相交點形成的每一像素PXL包括一個發(fā)光單元OLED，作為第一有源元件的一個第一薄膜晶體管TFT1、作為第二有源元件的一個第二薄膜晶體管TFT2和一個保持電容器Cs。該發(fā)光單元OLED發(fā)光的亮度值隨其上所加的電流量而變化。第一有源元件TFT1由相應的掃描線X控制，把對應于數(shù)據(jù)線Y的亮度信息寫到包括在該像素PXL中的保持電容器Cs中。響應寫入該保持電容器Cs中的亮度信息，該第二薄膜晶體管TFT2控制被提供到該發(fā)光單元OLED的電流量。在選擇掃描線X的狀態(tài)中通過把對應于亮度信息的一個電信號(數(shù)據(jù)電位Vdata)加到數(shù)據(jù)線Y，執(zhí)行亮度信息到該像素PXL的寫入。在掃描線X被置成非選擇狀態(tài)之后，寫入在像素PXL中的亮度信息還由該保持電容器Cs保持，并且該發(fā)光單元OLED能夠繼續(xù)保持在對應于在其中保持的亮度信息的一個亮度值的發(fā)光狀態(tài)。作為本發(fā)明的一個特性，這圖像顯示裝置包括控制裝置，用于強制地熄滅像素PXL的發(fā)光單元OLED，那些像素PXL至少被連接到一個掃描線單元中的同一個掃描線X。
所以，在亮度信息被寫入到像素PXL之后直到新亮度信息被再一次寫入到為止的一個掃描周期的時間段內，該發(fā)光單元被從一個發(fā)光狀態(tài)置成一個熄滅狀態(tài)。在本實施例中，控制裝置包括一個連接到每一個像素PXL的第二薄膜晶體管TFT2的柵極G的第三薄膜晶體管TFT3(第三有源元件)，以使其有可能以一個提供到該第三的薄膜晶體管TFT3的柵極G的控制信號來控制該第二薄膜晶體管TFT2的柵極，以便熄滅該發(fā)光單元OLED。控制信號經過一個與每一個掃描線X平行的停止控制線Z施加到包含在對應于掃描線上的像素PXL中的第三薄膜晶體管TFT3。當?shù)谌∧ぞw管TFT3由控制信號置成一個接通狀態(tài)時，相應的保持電容器Cs放電，并且該第二薄膜晶體管TFT2的柵-源電壓Vgs變成0V。結果是，切斷流向發(fā)光單元OLED的電流。連接到同一個掃描線X的那些像素PXL的第三薄膜晶體管TFT3的柵極G被共同連接到停止控制線Z，該停止控制線Z對應于該掃描線X，以使發(fā)光停止控制能夠以一個停止控制線Z單元執(zhí)行。
圖2示出該圖像顯示裝置的總體結構，其中參照圖1描述的像素PXL被排列成一個矩陣。參考圖2，該掃描線X1、X2...XN被排列成行，而數(shù)據(jù)線Y被排列成列。一個像素PXL被形成在掃描線X以及數(shù)據(jù)線Y的每一相交點。而且，該停止控制線Z1、Z2...ZN以平行與該掃描線X1、X2...XN的形式形成。掃描線X被連接到一個掃描線驅動電路21。該掃描線驅動電路21包含一個沒示出的移位寄存器，以垂直時鐘信號VCK同步的方式連續(xù)地傳輸垂直起動脈沖VSP1，以在一個掃描周期內便連續(xù)地選擇掃描線X1、X2...XN。同時，該停止控制線Z被連接到一個停止控制線驅動電路23。該停止控制線驅動電路23還包括一個沒示出的移位寄存器，并且以同步于該垂直VCK的方式連續(xù)地傳輸一個垂直起動脈沖VSP2，以便連續(xù)地輸出一個控制信號到該停止控制線Z。注意，該垂直起動脈沖VSP2是通過一個延遲電路24把垂直起動脈沖VSP1延遲一個預定的時間形成的。數(shù)據(jù)線Y被連接到一個數(shù)據(jù)線驅動電路22，其以同步于掃描線X的行順序掃描的方式連續(xù)地把對應于亮度信息的一個電信號輸出到數(shù)據(jù)線Y。在此情況下，數(shù)據(jù)線驅動電路22執(zhí)行順序掃描，以便同時把電信號提供到像素的選擇線。另外，數(shù)據(jù)線驅動電路22執(zhí)行點順序驅動，以便把一個電信號提供到一個選擇行的像素。總之，圖像顯示裝置包括行順序驅動并且點時序的驅動。
圖3示出上述參照圖1和2的圖像顯示裝置的操作。參考圖3，垂直的起動脈沖VSP1首先輸入到掃描線驅動電路21和延遲電路24。在掃描線驅動電路21接收輸入其上的垂直起動脈沖VSP1之后，以同步于該垂直時鐘信號VCK的方式連續(xù)地選擇掃描線X1、X2...XN，以使亮度信息被連續(xù)地寫入到在一個掃描線單元中的像素PXL中。每一個像素PXL開始以對應于寫入在其中的亮度信息的一個強度級別發(fā)光。垂直起動脈沖VSP1由該延遲電路24延遲，并且作為垂直起動脈沖VSP2輸入到停止控制線驅動電路23。在該停止控制線驅動電路23接收該垂直起動脈沖VSP2之后，其以同步于該垂直時鐘信號VCK的方式連續(xù)地選擇停止控制線Z1、Z2...ZN，以使在一個掃描線單元中的發(fā)光被連續(xù)地停止。
利用參照圖1到3描述的圖像顯示裝置，在亮度信息寫入到每一個像素PXL之后直到響應該發(fā)光停止控制信號停止發(fā)光為止，每一個像素PXL都在發(fā)光，即在實質上由延遲電路24設置的延遲時間之內發(fā)光。其中該延遲時間由τ表示，而一個掃描周期(一幀)的時間由T表示，則一個像素發(fā)光的時間比，即占空比實質上等于τ/T。發(fā)光單元在時間中的平均亮度正比于該占空比增加。因此，通過操作該延遲電路24變化該延遲時間τ，該EL顯示裝置的屏幕亮度能夠被在一個寬范圍上簡單地調整變化。
而且，亮度控制的改進增加了像素電路的設計中的自由度，而實現(xiàn)更好的設計。在上述參照圖10所述的傳統(tǒng)圖像顯示裝置的像素設計實例中，該第二薄膜晶體管被的尺寸以下面方式決定。
溝道寬度W＝5μm溝道長度L＝{W/(2·Ip)}·μ·Cox·Vp2＝270μm對應于那些設計的第二薄膜晶體管TFT2的尺寸的發(fā)光單元的占空比是1。相反，參照圖1到3描述的圖像顯示裝置，該占空比被如上所述地預先設置為一個期望值。例如，有可能把該占空比設置為0.1。在此情況下，作為根據(jù)本發(fā)明的設計實例，圖1示出的第二薄膜晶體管TFT2的尺寸能夠被與下面給出的關系減小溝道寬度W＝5μm溝道長度L＝270μm×0.1＝27μm其它參數(shù)等于上述參照圖10描述的傳統(tǒng)圖像顯示裝置的參數(shù)。在此情況下，根據(jù)表示式(1)，當發(fā)光時流經發(fā)光單元OLED的電流增加到10倍。但是，由于占空比設置為0.1，該驅動電流在時間中的均值等于傳統(tǒng)圖像顯示裝置的電流均值。在一個有機EL單元中，由于電流和亮度通常彼此具有一個正比關系，所以在傳統(tǒng)圖像顯示裝置和參照圖1-3描述的圖像顯示裝置之間的發(fā)光的亮度均值在時間中是相等的。另一方面，圖1到3的圖像顯示裝置的設計實例中，第二薄膜晶體管TFT2的溝道長度L被明顯減小到傳統(tǒng)圖像顯示裝置的1/10。因此，該第二薄膜晶體管TFT2在像素之內所占用空間顯著減小。結果是，能夠確保把更大的使用面積(發(fā)光面積)用于該有機EL單元，并且因此增加圖像質量。而且能夠實現(xiàn)迅速細化一個像素。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第二最佳實施例的一個圖像顯示裝置的整個電路的方框圖。雖然具體參照圖2描述的該第一實施例的圖像顯示裝置是作為一個單色圖像顯示裝置形成的，但是本實施例的圖像顯示裝置可形成作為一個彩色圖像顯示裝置，其中像素PXL以一個集成的形式形成，被分配給R、G、B的三基色。在本實施例的圖像顯示裝置中，用于紅、綠、藍的像素PXL共同連接到同一個掃描線X，同時把用于紅、綠、藍的像素分別地連接到停止控制線ZR、ZG和ZB。結果是，包含在用于紅、綠和藍像素的每一組中的發(fā)光單元能夠在分離的時間點熄滅。更具體地說，三個停止控制線驅動電路23R、23G和23B分別地對應于R、G和B三色的像素PXL提供。而且，延遲電路24R、24G和24B分別地對應于停止控制線驅動電路23R、23G和23B提供。因此，垂直的起動脈沖VSP1的延遲時間能夠分別地針對基色R、G和B設置，以及垂直起動脈沖VSP2R、VSP2G和VSP2B能夠被分別提供到相應的停止控制線驅動電路23R、23G和23B。紅像素(R)被連接到停止控制線ZR，由停止控制線驅動電路23R控制；綠像素(G)被連接到停止控制線ZG，由停止控制線驅動電路23G控制；以及藍像素(B)被連接到停止控制線ZB，由停止控制線驅動電路23B控制。利用描述結構的圖像顯示裝置，該亮度能夠針對R、G和B的每一個顏色調整。因此，通過適當?shù)卣{整延遲電路24R、24G和24B的延遲時間，該彩色圖像顯示裝置的色度調整能夠迅速地執(zhí)行，并且能夠簡單地建立一個彩色平衡。具體地說，在觀察到屏幕顯示過強紅分量的場合，延遲電路24R的延遲時間能夠被調整以便相對地減小對應于該紅色的占空比，以便削弱紅分量。
圖5是本發(fā)明第三最佳實施例的圖像顯示裝置的等效電路圖。參考圖5，示出的像素是到參照圖1描述的像素的修正，不同之處在于該第三薄膜晶體管TFT3用作一個第三有源元件，與該發(fā)光單元OLND串聯(lián)。結果是，能夠根據(jù)加到該第三薄膜晶體管TFT3的一個控制信號切斷流向發(fā)光單元OLED的電流。經過與每一個掃描線X平行提供的一個停止控制線Z，控制信號被提供到包括在同一個掃描線上的每一像素中的第三薄膜晶體管TFT3的柵極G。在圖5的像素中，第三薄膜晶體管TFT3被插入在地電位和第二薄膜晶體管TFT2之間，以使借助對第三薄膜晶體管TFT3柵極電位的控制來調節(jié)流向該發(fā)光單元OLED的電流的通/斷。注意，該第三薄膜晶體管TFT3可以另外插入在第二薄膜晶體管TFT2和發(fā)光單元OLED之間，或插入在發(fā)光單元OLED和電源電位Vdd之間。
圖6是本發(fā)明第四最佳實施例的圖像顯示裝置的等效電路圖。參考圖6，示出的像素是對參照圖10描述的傳統(tǒng)像素的改進，但與之不同點在于該發(fā)光單元OLED是一個雙端單元的形式，具有整流功能。發(fā)光單元OLED的兩端之一(陰極K)連接到第二薄膜晶體管TFT2，而另一端(陽極A)連接到停止控制線Z。在同一個掃描線上的那些像素的兩端元件的陽極A被共同連接到一個停止控制線Z，在不同掃描線上的像素的兩端單元的陽極A被彼此電絕緣。在此情況下，被共同連接的該兩端單元的端(陽極A)的電位由停止控制線Z控制，以便熄滅該像素的發(fā)光單元OLED。但是，發(fā)光單元OLED每一個的陽極A不象傳統(tǒng)圖像顯示裝置那樣連接到一個固定電位的電源電位Vdd，而該電位是經過停止控制線Z右自外部控制。如果該陽極電位具有一個充分高的值，則由第二薄膜晶體管TFT2控制流向該發(fā)光單元OLED的電流。但是，由于該發(fā)光單元OLED是一個兩端單元并且具有整流功能，所以通過把該陽極電位調整到一個充分低的電平(例如地電位)，就能夠斷開流到該發(fā)光單元OLED的電流。
圖7示出了在圖6中示出的像素控制的實例。參考圖7，掃描周期(一幀)由T表示。在掃描周期T頂端定位的寫入周期(RT)之內，順序地執(zhí)行把亮度信息寫入到所有的像素中。具體地說，在圖7所示的操作中，利用掃描周期的一部分把亮度信息高速寫入到所有的像素。在寫入結束之后，該停止控制線Z被同時控制，導通包含在該像素中的發(fā)光單元OLED。因此，每一個像素的發(fā)光單元OLED開始以對應于寫入在其中的亮度信息發(fā)光。隨后，在經過一個預定的延遲時間τ之后，所有發(fā)光單元OLED的陽極A都受控，所有的的停止控制線Z到地電位。因此停止發(fā)光。通過描述的控制，能夠在所有的像素單元中調整占空比τ/T。但是，個別像素的通/斷轉換可以在至少一個掃描線的單元中受控。如上所述，在圖6示出的像素中，在亮度信息寫入到該像素中之后的一個掃描周期之內，包括在每個像素中的該發(fā)光單元的點亮的時間點和熄滅的時間點能夠以一個屏幕單元或以一個掃描線單元控制。
圖8是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的一個圖像顯示裝置的整個電路的方框圖。參考圖8，本實施例的圖像顯示裝置是對參照圖2描述的圖像顯示裝置的一個改進，但是與圖2描述的圖像顯示裝置不同主要在于，沒有提供特殊的停止控制線，而是利用掃描線X1到XN執(zhí)行像素PXL的占空比控制。為這目的，取代該停止控制線驅動電路23，與該掃描線驅動電路21相分離地提供一個控制電路23’?？刂齐娐?3′的每一輸出端被連接到相應的與門電路28的一對輸入端之一。通過在下一級中的一個或門電路29的一對輸入端之一，與門電路28的每一個輸出端被連接到掃描線X1、X2...XN的相應之一。垂直時鐘信號VCR被提供到與門電路28每一個的另一輸入端。注意，通過或門電路29相應的之一的另一入端，掃描線驅動電路21的每一個輸出終端21被連接到掃描線X1、X2...XN的相應之一。通過延遲電路24以圖2圖像顯示裝置中的類似方式，垂直起動脈沖VSP1被轉換成垂直起動脈沖VSP2，并且提供到控制電路231。同時，通過溝道TFT26，數(shù)據(jù)線Y被連接到數(shù)據(jù)線驅動電路22。該垂直時鐘信號VCK被提供到TFT26的柵極。而且，每一個數(shù)據(jù)線Y的電位可能由一個N溝道TFT27控制。該垂直時鐘信號VCK還被提供到TFT27的柵極。以此方式，雖然該圖像顯示裝置的外圍電路的結構不同于參照圖10描述的傳統(tǒng)圖像顯示裝置，但是每一個像素PXL的電路結構與圖10示出的傳統(tǒng)圖像顯示裝置的電路電路相同。由于該描述的結構，在亮度信息被寫入到每個像素PXL之后的新亮度信息被寫入的一個掃描周期之內，該控制電路23′能夠再一次選擇掃描線X并且把來自數(shù)據(jù)線Y的表示0亮度的信息寫入到單獨的像素PXL中，以便熄滅該像素PXL的發(fā)光單元OLED。
圖9示出上述參照圖8描述的圖像顯示裝置的操作。參考圖8和9，垂直的起動脈沖VSP1被輸入到掃描線驅動電路21和延遲電路24。在接收輸入的垂直起動脈沖VSP1之后，掃描線驅動電路21以同步于該垂直時鐘信號VCK的方式連續(xù)地選擇掃描線X1、X2...XN，以使亮度信息被寫入到在一個掃描線單元中的像素PXL中。每一個像素PXL開始以對應于寫入在其中的亮度信息的一個強度值發(fā)光。但是在本實施例的圖像顯示裝置中，由于提供TPT26和27，每一數(shù)據(jù)線Y在垂直時鐘信號VCK是VCK＝H(高電平)的一個周期內都具有對應于0亮度的電位(在本實例中是地電位)，而在垂直時鐘信號是VCK＝L(低級別)的一個周期內，提供原始的亮度信息。這種關系通過圖9加到垂直時鐘信號VCK波形的L和H符號以及加到數(shù)據(jù)線波形的斜線所圖示地表示。垂直起動脈沖VSP1由該延遲電路24延遲，并且作為垂直起動脈沖VSP2輸入到控制電路23’。在垂直起動脈沖VSP2被接收之后，控制電路23’與垂直時鐘信號VCK同步操作，并且控制電路231的輸出被輸入到與門電路28。由于垂直時鐘信號VCK被同時地輸入到與門電路28，當控制電路23’的相應輸出為H(高電平)時，選擇一個掃描線X，并且垂直時鐘信號VCK是VCK＝H(高電平)。如上所述，由于在VCK＝H之內的一個時期中，對應于0亮度的電位加到數(shù)據(jù)線Y，所以連接到由該控制電路23’選擇的掃描線X的像素利用對應于0亮度的信息而停止發(fā)光。
圖14是根據(jù)本發(fā)明第六實施例的圖像顯示裝置的一個像素的等效電路圖。在該描述實施例的像素中，需要加一個晶體管用于實現(xiàn)該像素的熄滅。但是，在本實施例中的像素并不需要附加一個晶體管，因此具有一個更實用的結構。如圖14所見，一個保持電容Cs被接于第二薄膜晶體管TFT2的柵極G，用于控制提供到一個發(fā)光單元OLED的電流量，該保持電容器Cs的另一端被連接到一個停止控制線Z。在寫入結束之后，在圖14的電路結構中的停止控制線的電位Z被降低。例如，保持電容器Cs的電容量是比第二薄膜晶體管TFT2的柵極電容量高得多，停止控制線Z的電位變化引起該第二薄膜晶體管TFT2的柵極電位的變化。因此，由Vgmax表示的第二薄膜晶體管柵極電位的最大值寫入的場合，通過當寫入之時把停止控制線Z的電位降低到比Vgmax-Vth更低，第二薄膜晶體管TFT2的柵極電位能夠被控制到比該門限電壓Vth更低的水平。相應地，該發(fā)光單元OLED被熄滅。實際上，最好是考慮選擇第二薄膜晶體管TFT2的柵極電容量以控制相當大的振幅。
圖15示出上述參照圖14描述的像素的操作。參考圖14和15，該停止控制線Z實質上與掃描線選擇同時地被控制到該高電平，并且在寫入結束之后該高電平被保持的一個周期之內，該發(fā)光單元依然以對應于寫入到其中的亮度信息的一個亮度級發(fā)光。在用于下一個幀的新數(shù)據(jù)寫入到該像素PXL之前，當停止控制線Z被控制到低電平時，該發(fā)光單元被熄滅。
以此方式，雖然一個CRT(陰極射線管)的顯示圖像的亮度在μ秒的數(shù)量級使衰減，但是該有源矩陣型的顯示裝置使用保持型的顯示原理，其中的成像繼續(xù)是顯示一幀的一個時間段。因此，當顯示一個運動圖像時，直到該畫面轉換之前，沿該運動圖畫的輪廓的像素繼續(xù)顯示該圖像。加之人眼的后映像效果，這將引起觀察該圖像的人覺得好象在下一幀中還在顯示該圖像。這是引起在有源矩陣型顯示裝置上一個運動圖像顯示的圖像質量比一個CRT低的原因。作為解決此問題的一個對策，是有效應用根據(jù)本發(fā)明的驅動方法，并且引入強制熄滅像素的技術，去掉人眼的后映像感覺，能夠獲得運動圖像的圖像質量的增加。更具體地說，本發(fā)明采用一種方法，其中在一個有源矩陣型的顯示裝置中圖像在一幀的前一半顯示，而在該幀的后一半中，圖像被熄滅，就像CRT的亮度衰減那樣。為了增加運動圖像的圖像質量，每一幀點亮對與熄滅的占空比被設置為大約50％。為了進一步增加運動圖像的圖像質量，每一幀點亮對與熄滅的占空比應該是設置為25％或更小。
雖然使用具體的實例描述了本發(fā)明，但是這種描述僅用于說明的目的，應該理解的是，在不背離隨后權利要求的精神范圍的條件下，可以實現(xiàn)許多改變與變化。
權利要求
1.一個圖像顯示裝置，包括排列在一個矩陣中的多個像素；用于以一個預定掃描周期選擇所說的像素的多條掃描線；垂直于所說的掃描線延伸、用于提供亮度信息以便驅動所說的像素的多條數(shù)據(jù)線；所說的像素放置在所說的掃描線和所說的數(shù)據(jù)線的相交點；每一個像素包括，一個用于發(fā)出光的發(fā)光單元，其亮度值根據(jù)其上所加的電流量而變化，一個由所說的掃描線之一所控制的第一有源元件，用于把來自所說數(shù)據(jù)線之一加到其上的亮度信息寫入到與所說的數(shù)據(jù)線連接的像素中、同時選擇與所說像素連接的掃描線，以及一個第二有源元件，用于響應寫入到所說的像素中的亮度信息而控制被提供到所說的發(fā)光單元的電流量；用于在連接到所說的像素的掃描線被置成非選擇狀態(tài)之后，還保持寫入在每一個像素中的亮度信息的保持裝置，以使所說的像素的發(fā)光單元能夠繼續(xù)以對應于由所說的像素保持的亮度信息的一個亮度值發(fā)光；其特征在于還包括控制裝置，用于強制地熄滅連接到在至少一條掃描線中同一個所說的掃描線的那些所述像素的發(fā)光單元，以使所說的發(fā)光單元在一個掃描周期的期間內、從發(fā)光狀態(tài)被置成熄滅狀態(tài)，從而控制發(fā)光元件的時間平均亮度，所述期間對應于所說的亮度信息被寫入到所說的像素與新亮度信息被隨后寫入到所說的像素的兩個操作相隔的時間。
2.根據(jù)權利要求1的圖像顯示裝置，其中所說的控制裝置能夠調整時間，在所說的時間上，每一個發(fā)光單元在一個掃描周期的時間段之內從一個發(fā)光狀態(tài)變換成一個熄滅狀態(tài)。
3.根據(jù)權利要求1的圖像顯示裝置， 其中所說的控制裝置包含一個屬于每一個像素的連接到所說的第二有源元件柵極的絕緣柵型場效應晶體管形式的第三有源元件，并且能夠提供一個控制信號到所說的第三有源元件，以便控制所說的第二有源元件的柵極電位，從而熄滅所說的像素的發(fā)光單元，所說的控制信號經一個停止控制線被加到包括在這樣一些所述像素中的第三有源元件，所說的一些像素在同一個所說掃描線上，所述停止控制線被提供用于每一掃描線、并且與所說的掃描線平行。
4.根據(jù)權利要求1的圖像顯示裝置，其中所說的控制裝置包括與每個所說像素的發(fā)光單元串聯(lián)的一個第三有源元件，并且能夠把一個控制信號提供到所說的第三有源元件，以便截止流到所說的發(fā)光單元的電流，所說的控制信號經一個停止控制線被加到包括在這樣一些所述像素中的第三有源元件，所說的一些像素在同一個所說掃描線上，所述停止控制線被提供用于每一掃描線、并且與所說的掃描線平行。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一權利要求所述的圖像顯示裝置，其中每一所說像素的發(fā)光單元包括具有整流作用的雙終端單元，并且以第一終端連接到所說的第二有源元件，而以第二終端連接到一些像素的第二終端，所說的一些像素連接到同一條與像素連接、但與連接到任何其它掃描線的像素的第二終端電絕緣的掃描線，并且所說的控制裝置控制共同連接到同一掃描線的那些雙終端單元的第二終端的電位，以便熄滅所說的雙終端單元。
6.根據(jù)權利要求1至4中任一權利要求所述的圖像顯示裝置，其中所說的控制裝置可以在一個掃描周期的時段之內再一次選擇掃描線，以便從其中所說的數(shù)據(jù)線把表示零亮度的信息寫入到其中所說的像素中，以便熄滅其中所說的像素的發(fā)光單元。
7.根據(jù)權利要求1至4中任一權利要求所述的圖像顯示裝置，其中每一個所說的像素還包含一個電容單元，一端連接到形成所說的第二有源元件的絕緣柵型場效應晶體管的一個柵極，用于控制流到所說的發(fā)光單元的電流量，并且所說的控制裝置控制所說的電容單元的另一端的電位，以便控制形式所說的第二有源元件的所說的絕緣柵型場效應晶體管的柵極電位，以便熄滅所說的發(fā)光單元。
8.根據(jù)權利要求1至4中任一權利要求所述的圖像顯示裝置，其中所說的控制裝置在亮度信息被寫入到所說的像素之后的一個掃描周期之內、控制在至少一條掃描線上所說像素中各像素所包含的所說的發(fā)光單元的發(fā)光的時間和熄滅的時間。
9.根據(jù)權利要求1至4中任一權利要求所述的圖像顯示裝置，其中所說的控制裝置熄滅用于所說的掃描線每一的像素。
10.根據(jù)權利要求1至4中任一權利要求所述的圖像顯示裝置， 其中所說像素包括用于紅、綠和藍的像素，這些像素被共同連接到每一條所說的掃描線，并且所說的控制裝置以彼此不同的時間熄滅包括在用于紅、綠和藍的像素中的發(fā)光單元。
11.根據(jù)權利要求1至4中任一權利要求所述的圖像顯示裝置，其中所說的發(fā)光單元是一個有機場致發(fā)光單元。
12.根據(jù)權利要求1至4中任一權利要求所述的圖像顯示裝置，進一步包括掃描線驅動電路，其輸入有與用于連續(xù)地選擇所述掃描線的一個垂直時鐘信號同步的一個第一垂直起動脈沖，其中所說的控制裝置包含一個控制電路，用于接收通過把該第一垂直起動脈沖延遲一個預定的周期而獲得的另一個與垂直時鐘信號同步的起動脈沖，以便選擇平行于該掃描線提供的控制線，并且通過所說的掃描線驅動電路與該垂直時鐘信號同步地連續(xù)選擇該掃描線，以便點亮該像素，并且經過該控制線，該已經點亮的像素在一個掃描周期的時間段內與由該控制電路所給出的垂直時鐘信號同步地被熄滅。
13.根據(jù)權利要求12的圖像顯示裝置，進一步包括一個用于把該亮度信息提供到該數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)線驅動電路，并且其中該掃描線驅動電路的輸出端的每一個都連接到一個邏輯“或”電路的輸入端，該邏輯“或”電路具有一個連接到所說掃描線之一的輸出端，同時所說的控制電路的輸出端的每一個連接到一個邏輯“與”電路的輸入端，所說的邏輯“與”電路連接到所說的邏輯“或”電路的另一輸入端，并且該垂直時鐘信號被輸入到該邏輯“與”電路的另一輸入端。
14.一種用于驅動圖像顯示裝置的方法，該圖像顯示裝置包括排列在一個矩陣中的多個像素；用于以一個預定掃描周期選擇所說的像素的多條掃描線；以及垂直于所說的掃描線延伸的多條數(shù)據(jù)線，用于提供驅動所說的像素的亮度信息，而其中所說的像素被放置在所說的掃描線和所說的數(shù)據(jù)線的相交點，并且所說的像素的每一個包括一個用于發(fā)光的發(fā)光單元，其發(fā)光的亮度值根據(jù)其上的電流量而變化；一個第一有源元件，由所說的掃描線之一控制，用于把來自所說的數(shù)據(jù)線之一的亮度信息寫入到該像素中；以及一個第二有源元件，用于響應寫入該像素中的亮度信息控制被提供到該發(fā)光單元的電流量；本方法包括步驟在選擇連接到所說的像素的掃描線的同時，通過把對應于所說的亮度信息的一個電信號加到與該像素連接的數(shù)據(jù)線而將所說的亮度信息寫入到每一個像素；在所說的連接到所說的像素的掃描線被置成非選擇狀態(tài)之后，寫入在每一個所說像素中的亮度信息還由所說的像素保持，以使該像素的發(fā)光單元能夠繼續(xù)以對應于由所說的像素保持的亮度信息的一個亮度值發(fā)光；其特征在于該方法還包括這樣的步驟強制地熄滅連接到在至少一條掃描線中同一個所說的掃描線的那些所述像素的發(fā)光單元，以使所說的發(fā)光單元在一個掃描周期的期間內、從發(fā)光狀態(tài)被置成熄滅狀態(tài)，從而控制發(fā)光元件的時間平均亮度，所述期間對應于所說的亮度信息被寫入到所說的像素與新亮度信息被隨后寫入到所說的像素的兩個操作相隔的時間。
15根據(jù)權利要求14的一個用于驅動圖像顯示裝置的方法，其中每一個發(fā)光元件在一個掃描周期的期間之內，從一個發(fā)光狀態(tài)變換成一個熄滅狀態(tài)的時間是可調整的。
16.根據(jù)權利要求14的一個用于驅動圖像顯示裝置的方法，其中一個絕緣柵型場效應晶體管形式的第三有源元件連接到每一所說像素的該第二有源元件的柵極，以便能夠把一個控制信號提供到該第三有源元件，以便控制該第二有源元件的柵極電位，從而熄滅該像素的發(fā)光單元，該控制信號被加到包括在這樣一些像素中的第三有源元件，這些像素經過一個被提供用于每一掃描線、并且與所說掃描線平行的停止控制線而在這些掃描線的同一條掃描線上。
17.根據(jù)權利要求14的一個用于驅動圖像顯示裝置的方法，一個第三有源元件與每一個像素的發(fā)光單元串聯(lián)，以便能夠把一個控制信號提供到該第三有源元件，截止流到所說發(fā)光單元的電流，該控制信號被加到包括在這樣一些像素中的第三有源元件，所說的這些像素經過一個被提供用于每一掃描線、并且與所說掃描線平行的停止控制線而在這些掃描線的同一條掃描線上。
18.根據(jù)權利要求14至17中任一權利要求所述的一個用于驅動圖像顯示裝置的方法，其中所說像素的發(fā)光單元包括一個具有整流作用的雙端單元，并且以該雙端單元第一端連接到所說的第二有源元件，而以其第二端連接到所說那些像素的第二終端，所說那些像素連接到同一條與像素連接、但與連接到任何其它掃描線的像素的第二終端電絕緣的掃描線，并且所說的控制裝置控制共同連接到同一掃描線的那些雙終端單元的第二端的電位，以便熄滅所說的雙端單元。
19.根據(jù)權利要求14至17中任一權利要求所述的一個用于驅動圖像顯示裝置的方法，其中在一個掃描周期的期間之內，再一次選擇所說的掃描線，以便從所說的數(shù)據(jù)線把表示零亮度的信息寫入到所說的像素中，以便熄滅所說像素的發(fā)光單元。
20.根據(jù)權利要求14至17中任一權利要求所述的一個用于驅動圖像顯示裝置的方法，其中每一個像素還包含一個電容單元，其一端連接到形成該第二有源元件的絕緣柵型場效應晶體管的一個柵極，用于控制流到所說的發(fā)光單元的電流量，并且該控制裝置控制所說電容單元的另一端的電位，以便控制形式該第二有源元件的該絕緣柵型場效應晶體管的柵極電位，從而熄滅該發(fā)光單元。
21.根據(jù)權利要求14至17中任一權利要求所述的一個用于驅動圖像顯示裝置的方法，其中在亮度信息被寫入到其中所說的像素之后的一個掃描周期之內，至少以一個掃描線為單元控制包括在每一所說像素中的所說發(fā)光單元的一個發(fā)光時間點和一個熄滅時間點。
22.根據(jù)權利要求14至17中任一權利要求所述的一個用于驅動圖像顯示裝置的方法，其中在該控制步驟中，熄滅用于所說每條掃描線的像素。
23.根據(jù)權利要求14至17中任一權利要求所述的一個用于驅動圖像顯示裝置的方法，其中像素包括用于紅、綠和藍的像素，這些像素被共同連接到每一個所說的掃描線，并且以彼此不同的時間點熄滅包括在用于紅、綠和藍的像素中的發(fā)光單元。
24.根據(jù)權利要求14至17中任一權利要求所述的一個用于驅動圖像顯示裝置的方法，其中所說的發(fā)光單元是一個有機場致發(fā)光單元。
25.根據(jù)權利要求14至17中任一權利要求所述的一個用于驅動圖像顯示裝置的方法，進一步包括掃描線驅動步驟，其接收有與用于連續(xù)地選擇所述掃描線的一個垂直時鐘信號同步的一個第一垂直起動脈沖，并且該控制步驟包含一個接收步驟，用于接收通過把該第一垂直脈沖延遲一個預定的周期而獲得的另一個與垂直時鐘信號同步的起動脈沖，以便選擇平行于所說掃描線而提供的控制線，在該掃描線驅動步驟中與該垂直時鐘信號同步地連續(xù)地選擇該掃描線，以便點亮該像素，并且經過所說的控制線，該已經點亮的像素在一個掃描周期的時間段內與在該控制步驟中的垂直時鐘信號同步地被熄滅。
26.根據(jù)權利要求25的一個用于驅動圖像顯示裝置的方法，進一步包括一個把該亮度信息提供到該數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)線驅動步驟，并且其中該掃描線驅動電路的輸出端的每一個都連接到一個邏輯“或”電路的輸入端，該邏輯“或”電路具有一個連接到所述掃描線之一的輸出端，同時在所說控制步驟中的輸出的每一個被連接到一個邏輯“與”電路的輸入端，所說的邏輯“與”電路連接到所說的邏輯“或”電路的另一輸入端，并且該垂直時鐘信號被輸入到該邏輯“與”電路的另一輸入端。
全文摘要
一個圖像顯示裝置，以便實現(xiàn)良好設計以及能夠自由和簡單地調節(jié)顯示亮度。每一個像素包括一個用于發(fā)出光的發(fā)光單元(OLED)，其亮度值根據(jù)其上所加的電流量而變化，一個由該掃描線之一所控制的第一TFT，用于把來自數(shù)據(jù)線之一加到其上的亮度信息寫入到該像素中，以及一個第二TFT，用于響應寫入到該像素中的亮度信息而控制被提供到該OIED的電流量。在選擇連接到所說的像素的掃描線的同時，通過把對應于所說的亮度信息的一個電信號加到與該像素連接的數(shù)據(jù)線而將所說的亮度信息寫入到每一個像素。
文檔編號G09G3/20GK1677460SQ2005100670
公開日2005年10月5日 申請日期2000年6月17日 優(yōu)先權日1999年6月17日
發(fā)明者關谷光信, 湯本昭 申請人:索尼公司