專利名稱：顯示裝置及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有發(fā)光元件、液晶元件等的顯示裝置、以及所述顯示裝置的驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
對于近年來廣泛用于便攜式信息終端以及大中型裝置的顯示部分的平板顯示裝置，隨著顯示裝置越來越清晰，像素數(shù)量也已增加。因此，即使像素數(shù)量較大，也可通過線順序驅(qū)動方法利用足夠的時間在每個像素中寫入視頻信號，在線順序驅(qū)動方法中向每行有源矩陣像素同時寫入(輸入)數(shù)據(jù)，其中，每個像素都可保留圖像數(shù)據(jù)。
具有有源矩陣像素的顯示裝置的灰度系統(tǒng)大致分類為模擬灰度系統(tǒng)和數(shù)字灰度系統(tǒng)。在這兩類中，數(shù)字灰度系統(tǒng)包括時分灰度系統(tǒng)、區(qū)域灰度系統(tǒng)以及這兩個系統(tǒng)的組合系統(tǒng)。在任一個數(shù)字灰度系統(tǒng)中，用接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)的二進制值驅(qū)動每個像素或子像素。因此，與模擬灰度系統(tǒng)相比，數(shù)字灰度系統(tǒng)的優(yōu)點是防止TFT的Vth的偏差而導致的圖像質(zhì)量下降。應指出，日本專利特開2001-5426公報還公開一種使用數(shù)字時分系統(tǒng)的灰度顯示器。
圖5示出數(shù)字灰度顯示裝置的配置實例，所述裝置通過線順序系統(tǒng)而把具有二進制值的數(shù)據(jù)輸入到有源矩陣像素中。像素部分具有M行N列像素(M和N分別為自然數(shù))。在像素部分501周圍布置具有移位寄存器504、第一鎖存電路505、第二鎖存電路506、電平移位器507和緩沖器508的源線驅(qū)動器電路502；以及具有移位寄存器509、電平移位器510和緩沖器511的柵線驅(qū)動器電路503。
移位寄存器509根據(jù)時鐘信號(GCK)和開始脈沖(GSP)而從第一級順序地輸出選擇脈沖。在此之后，電平移位器510轉(zhuǎn)換選擇脈沖的振幅，并且，緩沖器511從第一行到第m行接著到第M行地順序選擇柵線(2≤m≤M，m為自然數(shù))。
在選擇柵線的行中，移位寄存器504根據(jù)時鐘信號(SCK)和開始脈沖(SSP)而從第一級順序地輸出采樣脈沖。第一鎖存電路505在輸入采樣脈沖的定時采樣視頻信號(Video)，并且，在第一鎖存電路505中保存在每級上采樣的視頻信號。
當在對一行的視頻信號完成采樣之后輸入鎖存脈沖(LAT)時，保存在第一鎖存電路505中的視頻信號同時傳送到第二鎖存電路506，從而，所有源線同時充電和放電。相應地，當在對第m行的視頻信號完成采樣之后輸入鎖存脈沖(LAT)時，保存在第一鎖存電路505中的視頻信號同時傳送到第二鎖存電路506，從而，通過電平移位器507和緩沖器508對所有源線同時充電和放電。
從第一行到最后一行(在這為第M行)重復上述操作，從而，完成對所有像素的寫入。另外，重復相似的操作以顯示視頻。
在模擬灰度系統(tǒng)的情況下，如果在每幀中數(shù)據(jù)至少一次輸入到源線，就啟動灰度顯示。
另一方面，在使用數(shù)字灰度系統(tǒng)，如時間灰度系統(tǒng)、區(qū)域灰度系統(tǒng)、或時間和區(qū)域灰度系統(tǒng)的組合的情況下，要求在每幀中數(shù)據(jù)多次輸入到源線，以便執(zhí)行灰度顯示，其中，在數(shù)字灰度系統(tǒng)中，用接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)的二進制值驅(qū)動每個像素。在顯示裝置中，設置在像素部分中的多個TFT以及寄生電容對于連接到緩沖器電路的源線而言是負載電容。在數(shù)字灰度系統(tǒng)的情況下，當輸入到源線的數(shù)據(jù)從低電位(第m-1行)改變到高電位(第m行)時，外部正電源通過緩沖器的p溝道TFT對負載電容充電，直至它從低電位(第m-1行)達到高電位(第m行)為止。相反，當輸入到源線的數(shù)據(jù)從高電位(第m-1行)改變到低電位(第m行)時，外部負電源通過緩沖器的n溝道TFT使負載電容放電，直至它從高電位達到低電位為止。在源線的電位改變時消耗電力；因此，如果輸出經(jīng)常改變，就消耗外部電源更多的電力。從而，在數(shù)字灰度系統(tǒng)的情況下，為了顯示諸如自然照片或特定圖案的圖像，外部電源的功耗增加，這是因為在數(shù)據(jù)輸入到源線時電壓改變許多次，其中，自然照片需要許多灰度級，在特定圖案中則頻繁地進行反轉(zhuǎn)邏輯。
因此，在數(shù)字灰度系統(tǒng)的情況下，對于要求低功耗的便攜式終端的小型顯示裝置而言，向源線輸入數(shù)據(jù)所需的功耗是一個大問題。另外，對于諸如電視機的顯示裝置，難以防止源線的寄生電容隨著顯示裝置尺寸的增加而增加。因此，要求與小型顯示裝置相似的低功耗。

發(fā)明內(nèi)容
在前面描述中，本發(fā)明提供使用數(shù)字時間灰度系統(tǒng)的顯示裝置及其驅(qū)動方法，通過所述數(shù)字時間灰度系統(tǒng)而實現(xiàn)減少電源對源線充電和放電所需的功耗。
為了解決上述問題，本發(fā)明采取以下措施。
本發(fā)明的顯示裝置具有M行N列(M和N分別為自然數(shù))像素；M根柵線；N根源線；用于儲存第m-1行數(shù)據(jù)信號的電路(2≤m≤M，m為自然數(shù))；在第m行的數(shù)據(jù)信號輸入到源線之前比較第m行數(shù)據(jù)信號與第m-1行數(shù)據(jù)信號的電路；用于電連接源線與電源電路的開關(guān)；以及用于使N根源線互相電連接的開關(guān)。
在具有M行N列(M和N分別為自然數(shù))像素、M根柵線以及N根源線的有源矩陣顯示裝置中，向源線輸入第m-1行的數(shù)據(jù)信號(2≤m≤M，m為自然數(shù))；在電氣上從電源電路斷開源線；在第m行的數(shù)據(jù)信號輸入到源線之前比較第m行的數(shù)據(jù)信號與第m-1行的數(shù)據(jù)信號；在N根源線中，其第m行數(shù)據(jù)信號與第m-1行數(shù)據(jù)信號不同的源線互相電連接；并且，已經(jīng)連接的每一根源線在電氣上斷開，并且電連接到電源電路，從而，向源線輸入第m行的數(shù)據(jù)信號。
另外，在具有M行N列(M和N分別為自然數(shù))像素、M根柵線以及N根源線的有源矩陣顯示裝置中，向源線輸入第m-1行的數(shù)據(jù)信號(2≤m≤M，m為自然數(shù))；在第m行的數(shù)據(jù)信號輸入到源線之前比較第m行的數(shù)據(jù)信號與第m-1行的數(shù)據(jù)信號；在第m行數(shù)據(jù)信號與第m-1行數(shù)據(jù)信號不同的情況下，在電氣上從電源電路斷開被輸入第m行數(shù)據(jù)信號的源線；在N根源線中，其第m行數(shù)據(jù)信號與第m-1行數(shù)據(jù)信號不同的源線互相電連接；并且，已經(jīng)連接的每一根源線在電氣上斷開，并且電連接到電源電路，從而，向源線輸入第m行的數(shù)據(jù)信號。
可以提供在互相比較數(shù)據(jù)信號之前儲存第m-1行數(shù)據(jù)信號(2≤m≤M，m為自然數(shù))并且向源線輸入第m-1行數(shù)據(jù)信號的步驟。另外，本發(fā)明應用于線順序驅(qū)動。異或電路可用于比較。另外，源線可通過緩沖器電路連接到電源電路。
另外，在像素部分中，在柵線與源線的交叉處設置TFT、像素電極、發(fā)光元件以及液晶元件等。
如上所述，在具有M行N列(M和N分別為自然數(shù))有源矩陣像素、M根柵線以及N根源線的顯示裝置中，通過線順序系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)并且執(zhí)行數(shù)字灰度驅(qū)動，逐行地向每根源線輸入具有二進制值的數(shù)據(jù)。在完成前一行(第m-1行，2≤m≤M，m為自然數(shù))的數(shù)據(jù)輸入之后且在執(zhí)行當前行(第m行)數(shù)據(jù)輸入之前的周期內(nèi)，在電氣上從外部電源斷開其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)不同的源線，并且，互相連接其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)不同的源線。
通過上述構(gòu)造，在其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)不同的源線中，電荷從其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)為高電位的源線的負載電容移動到其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)為低電位的源線的負載電容，直到每個電位達到相同的電平即中間電位為止。由于此時源線和外部電源在電氣上斷開，因此，充電和放電到中間電位不消耗外部電源的電力。另外，通過其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)為高電位且當前行(第m行)數(shù)據(jù)為低電位的源線的數(shù)量與其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)為低電位且當前行(第m行)數(shù)據(jù)為高電位的源線的數(shù)量的比例，而理想地確定此時的中間電位。
在其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)不同的源線充電和放電到中間電位之后，輸入當前行(第m行)的數(shù)據(jù)。此時，外部電源只執(zhí)行從中間電位充電到高電位或從中間電位放電到低電位。因此，能以比常規(guī)裝置所用電力更少的電力重寫源線的數(shù)據(jù)。
通過本發(fā)明，在完成前一行(第m-1行)的數(shù)據(jù)輸入之后且在執(zhí)行當前行(第m行)數(shù)據(jù)輸入之前的周期內(nèi)，在其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)不同的源線中，電荷從其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)為高電位的源線的負載電容移動到其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)為低電位的源線的負載電容，直到每個電位達到相同的電平即中間電位為止。由于此時源線和外部電源在電氣上斷開，因此，外部電源不消耗用于充電和放電到中間電位的電力。之后，在第m行數(shù)據(jù)輸入周期內(nèi)，外部電源只執(zhí)行從中間電位充電到高電位或從中間電位放電到低電位。因此，能以比常規(guī)裝置所用電力更少的電力重寫源線的數(shù)據(jù)。
盡管常規(guī)顯示裝置消耗許多用于顯示諸如自然照片和特定圖案的圖像的電力，但是，通過如上所述構(gòu)造的本發(fā)明顯示裝置和驅(qū)動方法，此圖像和圖案能以較小的電力顯示，這是因為外部電源不消耗用于充電和放電到中間電位的電力，其中，自然照片需要許多灰度級，在特定圖案中則頻繁地逐行反轉(zhuǎn)邏輯。


圖1為本發(fā)明一個實施方式的電路圖。
圖2為本發(fā)明一個實施方式的時序圖。
圖3為本發(fā)明另一實施方式的電路圖。
圖4為本發(fā)明另一實施方式的時序圖。
圖5為示出常規(guī)線順序系統(tǒng)顯示裝置的配置的視圖。
圖6A-6C為示出顯示圖案的視圖。
圖7A-7C為示出EL顯示裝置的制造步驟的視圖。
圖8A-8C為示出EL顯示裝置的制造步驟的視圖。
圖9A和9B為示出EL顯示裝置的制造步驟的視圖。
圖10為示出EL顯示裝置的制造步驟的視圖。
圖11為示出EL顯示裝置的制造步驟的視圖。
圖12為示出使用本發(fā)明的電子設備實例的視圖。
圖13為示出使用本發(fā)明的電子設備實例的視圖。
圖14A和14B為示出使用本發(fā)明的電子設備實例的視圖。
圖15A和15B為分別示出使用本發(fā)明的電子設備實例的視圖。
圖16為示出使用本發(fā)明的電子設備實例的視圖。
圖17A-17E為示出使用本發(fā)明的電子設備實例的視圖。
具體實施例方式
盡管結(jié)合附圖并通過實施方式和實施例來充分描述本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，各種改變和修改是顯而易見的。因此，除非這些改變和修改偏離本發(fā)明的范圍，否則它們應被認為包括在本發(fā)明內(nèi)。在所有附圖中，共同的部分用共同的標號代表，并且它們不再詳細描述。
圖1示出用于本發(fā)明顯示裝置的線順序方式的源線驅(qū)動器電路的框圖。線順序方式的源線驅(qū)動器電路與圖5所示常規(guī)線順序方式的源線驅(qū)動器電路相似地，具有移位寄存器101、第一鎖存電路102、第二鎖存電路103、第二電平移位器電路108和緩沖器電路109。另外，盡管未示出，但本發(fā)明的顯示裝置在像素部分中具有M行N列像素、M根柵線以及N根源線。另外，本發(fā)明的顯示裝置還具有包括移位寄存器、電平移位器和緩沖器的柵線驅(qū)動器電路。另外，在像素部分內(nèi)的柵線與源線交叉處設置TFT、像素電極和發(fā)光元件或液晶元件。
除了第二電平移位器電路108之外，第二鎖存電路103的輸出端還連接到第三鎖存電路104和不可兼析取(Exclusive disiunction，也稱作異OR或XOR，以下稱作異或)電路105。第三鎖存電路104的輸出端連接到異或電路105。異或電路105的輸出端連接到第一電平移位器電路107。第一電平移位器電路107的輸出端連接到第二傳輸門113的n溝道TFT側(cè)柵端。緩沖器電路109的輸出端通過第一傳輸門112電連接到源線114。也就是說，第一傳輸門112具有把源線114電連接到緩沖器電路109的開關(guān)功能。緩沖器電路109連接到作為外部電源電路的正電源110和負電源111。第一傳輸門112連接緩沖器電路109和源線114，或從源線114斷開緩沖器電路109，并且，根據(jù)SWE信號而切斷它們。SWE信號輸入到第一傳輸門112的p溝道TFT側(cè)柵端。每根源線114(S1，S2，S3，…，Sn-1，Sn)通過第二傳輸門113而互相連接。也就是說，第二傳輸門113具有使源線互相電連接的開關(guān)功能。
應指出，盡管在此使用異或電路和傳輸門，但是本發(fā)明不局限于它們?？墒褂萌魏尉哂斜容^功能和開關(guān)功能的電路。
以下描述源線驅(qū)動器電路的操作。首先，結(jié)合圖1和2描述與圖5所示常規(guī)線順序方式的源線驅(qū)動器電路進行相似操作的移位寄存器101、第一鎖存電路102、第二鎖存電路103、第二電平移位器電路108和緩沖器電路109。移位寄存器101根據(jù)開始脈沖(SSP)而從第一級到最后一級地順序輸出采樣脈沖。第一鎖存電路102從輸出采樣脈沖的級順序?qū)σ曨l信號(Video)進行采樣。在此采樣的視頻信號保存在第一鎖存電路102中，直到輸入從移位寄存器101輸出的下一采樣脈沖為止。在第二鎖存電路103中，在從第一鎖存電路102的第一級到最后一級(在這為第N級)采樣視頻信號之后，即，在采樣一行的所有信號之后，輸入鎖存脈沖(LATa)，并且輸出一行的所有視頻信號(LAT2-1，LAT2-2，LAT2-3，LAT2-4，…，LAT2-N)。在圖2中，描述輸出視頻信號(LAT2-1，LAT2-2，LAT2-3，LAT2-4，…，LAT2-N)所示的波形的情形。應指出，圖2中的各個視頻信號(LAT2-4，…，LAT2-N)固定在高電位或低電位。第二電平移位器電路108把從第二鎖存電路103輸出的視頻信號的振幅轉(zhuǎn)換為所希望的振幅。緩沖器電路109向源線114輸出具有輸入二進制值的數(shù)據(jù)。
接著，描述此實施方式中另外的電路，即，第三鎖存電路104、異或電路105、第一電平移位器電路107、第一傳輸門112以及第二傳輸門113。
在向第二鎖存電路103輸入鎖存脈沖(LATa)之后，向第三鎖存電路104輸入鎖存脈沖(LATb)，并且輸出視頻信號(LAT3-1，LAT3-2，LAT3-3，LAT3-4，…，LAT3-N)。第三鎖存電路104輸出數(shù)據(jù)的波形與第二鎖存電路103輸出數(shù)據(jù)的波形相同，并且前者的波形比后者的波形延遲了輸入鎖存脈沖(LATa)與輸入鎖存脈沖(LATb)之間的時間。假設在輸入鎖存脈沖(LATa)之后且在輸入鎖存脈沖(LATb)之前的周期內(nèi)，第二鎖存電路103輸出當前行(第m行)上的數(shù)據(jù)，那么第三鎖存電路104輸出前一行(第m-1行)上的數(shù)據(jù)。
在異或電路105中，第二鎖存電路103的輸出信號與第三鎖存電路104的輸出信號比較，從而，輸出信號(Ex.OR-1，Ex.OR-2，Ex.OR-3，Ex.OR-4，…，Ex.OR-N)。在第二鎖存電路103的輸出信號與第三鎖存電路104的輸出信號互不相同，從而一個為高電位另一個為低電位的情況下，信號(Ex.OR-1，Ex.OR-2，Ex.OR-3，Ex.OR-4，…，Ex.OR-N)為高電位。另一方面，在輸出信號為相同電位的情況下，信號為低電位。
通過第三鎖存電路104和異或電路105而構(gòu)成用于比較前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)的電路106。在輸入鎖存脈沖(LATa)之后但在輸入鎖存脈沖(LATb)之前的周期內(nèi)，在當前行(第m行)數(shù)據(jù)的電位已經(jīng)從前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)的電位改變，從而從高電位改變?yōu)榈碗娢换驈牡碗娢桓淖優(yōu)楦唠娢坏那闆r下，用于比較前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)的電路106輸出高電位。相反，在該周期內(nèi)，在當前行(第m行)數(shù)據(jù)的電位未從前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)的電位改變的情況下，電路106輸出低電位。另外，在輸入鎖存脈沖(LATb)之后但在輸入下一個鎖存脈沖(LATa)之前的周期內(nèi)，用于比較前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)的異或電路105總是輸出低電位。
第一電平移位器電路107把信號(Ex.OR-1，Ex.OR-2，Ex.OR-3，Ex.OR-4，…，Ex.OR-N)的振幅轉(zhuǎn)換為希望的振幅。
以下描述通過第一傳輸門112斷開源線114和緩沖器電路109的定時。在完成前一行(第m-1行)的寫之后，暫時使全部源線114與緩沖器電路109斷開。相應地，每根源線從外部正電源110和負電源111斷開。以下描述把源線114連接到緩沖器電路109的定時。
在源線114和緩沖器電路109的斷開定時之后，在輸入鎖存脈沖(LATa)之后但在輸入鎖存脈沖(LATb)之前的周期內(nèi)，第二傳輸門113互連其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)不同的源線114(S1，S2，S3，…，SN-1，SN)。此時，在源線驅(qū)動器電路具有其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)為高電位且其當前行(第m行)數(shù)據(jù)為低電位的源線114，如圖2所示的S1；以及其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)為低電位且其當前行(第m行)數(shù)據(jù)為高電位的源線114的情況下，不使用作為外部電源的緩沖器電路的正電源110和負電源111，而在各個負載電容器115中預充電具有一定電平的中間電位。相反，在前一行(第m-1行)上的數(shù)據(jù)與當前行(第m行)上的數(shù)據(jù)相同的情況下，第二傳輸門113不互連源線114(S1，S2，S3，…，SN-1，SN)。另外，在輸入鎖存脈沖(LATb)之后但在輸入后一鎖存脈沖(LATa)之前的周期內(nèi)，第二傳輸門113使已經(jīng)連接的源線114(S1，S2，S3，…，SN-1，SN)互相斷開。
在執(zhí)行預充電之后，源線114通過第一傳輸門112連接到緩沖器電路109。相應地，每根源線電連接到外部正電源110和負電源111。在連接的同時，向源線114輸入當前行(第m行)上的數(shù)據(jù)。由于在此時間之前預充電具有一定電平的中間電位，因此，與常規(guī)配置相比，減少用于充電的電力。
通過在每一行中重復上述操作，可顯示任意圖像。
盡管常規(guī)顯示裝置在顯示諸如自然照片或特定圖案的圖像時消耗許多電力，但通過如上所述構(gòu)造的本發(fā)明顯示裝置和驅(qū)動方法，能以較小電力顯示這些圖像和圖案，這是因為對于充電和放電到中間電位不消耗外部電源的電力，其中，自然照片需要許多灰度級，特定圖案的邏輯則頻繁地逐行反轉(zhuǎn)。
圖6A-6C示出特定圖案的實例。標號601、604和607代表像素部分，標號602、605和608代表源線驅(qū)動器電路，并且，標號603、606和609代表柵線驅(qū)動器電路。
圖6A示出1點格柵，所述1點格柵是其邏輯頻繁地逐行反轉(zhuǎn)的特定圖案的例子，其中，水平相鄰的像素反轉(zhuǎn)地顯示。這里，源線的前一行(第m-1行)上的數(shù)據(jù)與當前行(第m行)上的數(shù)據(jù)互不相同；并且，在前一行(第m-1行)中，一半源線為高電位，同時，在前一行(第m-1行)中，余下的源線為低電位。相應地，通過如上所述構(gòu)造的本發(fā)明的顯示裝置和驅(qū)動方法，能以較小的電力顯示諸如1點格柵的特定圖案，這是因為對于逐行地充電和放電到中間電平，不消耗外部電源的電力。
圖6B示出水平條紋顯示，所述水平條紋顯示是其邏輯頻繁地逐行反轉(zhuǎn)的特定圖案的例子，其中，只有與柵線平行的直線才顯示圖像。這里，在前一行(第m-1行)中，其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)不同的源線是相同的電位。因此，即使沒有通過如上所述構(gòu)造的本發(fā)明的顯示裝置和驅(qū)動方法充電和放電到中間電位，也不造成問題，這是因為功耗與常規(guī)裝置的相同。
在顯示圖6C所示圖像，如需要大量灰度級的自然照片的情況下，源線的前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)在很多情況下都不同。另外，在許多情況下，在諸如需要大量灰度級的自然照片的圖像中，其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)不同的至少一根源線在前一行(第m-1行)上為高電位，并且，至少一根源線在前一行(第m-1行)上為低電位。在其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)不同的至少一根源線在前一行(第m-1行)上為高電位并且至少一根源線在前一行(第m-1行)上為低電位的情況下，通過如上所述構(gòu)造的本發(fā)明的顯示裝置和驅(qū)動方法，對于充電和放電到中間電平不消耗外部電源的電力。相反，在沒有其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)不同的源線的情況下；其當前行(第m行)數(shù)據(jù)的電位從前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)的電位改變的源線的所有電位都從高電位改變?yōu)榈碗娢唬换蛘?，其當前?第m行)數(shù)據(jù)的電位從前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)的電位改變的源線的所有電位都從低電位改變?yōu)楦唠娢?，那么，不?zhí)行充電和放電到中間電平。然而，功耗與常規(guī)顯示裝置的相同。因此，通過如上所述構(gòu)造的本發(fā)明的顯示裝置和驅(qū)動方法，能以低功耗顯示諸如需要大量灰度級的自然照片的圖像。
圖3示出用于本發(fā)明的顯示裝置的線順序方式的源線驅(qū)動器電路的框圖，該框圖具有與實施例1不同的構(gòu)造。線順序方式的源線驅(qū)動器電路與圖5所示常規(guī)線順序方式的源線驅(qū)動器電路相似地，具有移位寄存器301、第一鎖存電路302、第二鎖存電路303、第二電平移位器電路308和緩沖器電路309。另外，盡管未示出，但線順序方式的源線驅(qū)動器電路在像素部分中具有M行N列像素、M根柵線以及N根源線。另外，線順序方式的源線驅(qū)動器電路與圖5所示相似地，具有柵線驅(qū)動器電路，其中包括移位寄存器、電平移位器和緩沖器。另外，在像素部分內(nèi)的柵線與源線交叉處設置TFT、像素電極和發(fā)光元件或液晶元件。
除了第二電平移位器電路308之外，第二鎖存電路303的輸出端還連接到第三鎖存電路304和異或電路305。用于比較前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)的電路306由第三鎖存電路304和異或電路305構(gòu)成。第三鎖存電路304的輸出端連接到異或電路305。異或電路305的輸出端連接到第一電平移位器電路307。第一電平移位器電路307的輸出端連接到第一傳輸門312的p溝道TFT側(cè)柵端和第二傳輸門313的n溝道TFT側(cè)柵端。緩沖器電路309的輸出端通過第一傳輸門312電連接到每根源線314。各根源線314(S1，S2，S3，…，Sn-1，Sn)能通過第二傳輸門313而互相連接。
以下描述源線驅(qū)動器電路的操作。移位寄存器301、第一鎖存電路302、第二鎖存電路303、第三鎖存電路304、第一電平移位器電路307、第二電平移位器電路308、緩沖器電路309、異或電路305和第二傳輸門313與實施方式1相似地操作。
應指出，盡管在此使用異或電路和傳輸門，但本發(fā)明不局限于它們。也可使用任何具有比較功能的電路和具有開關(guān)功能的電路。
在輸入鎖存脈沖(LATa)之后但在輸入鎖存脈沖(LATb)之前的周期內(nèi)，第一傳輸門只把其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)和當前行(第m行)數(shù)據(jù)不同的源線314與緩沖器電路309斷開。相應地，斷開源線314和電源電路。相似地，在輸入鎖存脈沖(LATa)之后但在輸入下一鎖存脈沖(LATb)之前的周期內(nèi)，第二傳輸門313互連其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)和當前行(第m行)數(shù)據(jù)不同的每根源線314(S1，S2，S3，…，SN-1，SN)。此時，在源線驅(qū)動器電路具有其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)為高電位且其當前行(第m行)數(shù)據(jù)為低電位的源線314，如圖4所示的S1；以及其前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)為低電位且其當前行(第m行)數(shù)據(jù)為高電位的源線314如S2的情況下，不使用作為外部電源的緩沖器電路的正電源310和負電源311，而在各個負載電容器315中預充電具有一定電平的中間電位。相反，在前一行(第m-1行)上的數(shù)據(jù)與當前行(第m行)上的數(shù)據(jù)相同的情況下，第一傳輸門312不使每根源線314與緩沖器電路309斷開；并且，第二傳輸門313不連接源線314(S1，S2，S3，…，SN-1，SN)。另外，在輸入鎖存脈沖(LATb)之后但在輸入下一鎖存脈沖(LATa)之前的周期內(nèi)，第一傳輸門312保持把每根源線314連接到緩沖器電路309。相似地，在輸入鎖存脈沖(LATb)之后但在輸入下一鎖存脈沖(LATa)之前的周期內(nèi)，第二傳輸門313不連接源線314(S1，S2，S3，…，SN-1，SN)。
在執(zhí)行預充電之后，向源線314輸入當前行(第m行)上的數(shù)據(jù)。由于在此時間之前預充電具有一定電平的中間電位，因此，與常規(guī)配置相比，減小外部電源為充電而消耗的電力。
通過在每一行中重復上述操作，可顯示任意圖像。
在此實施方式中，線順序方式的源線驅(qū)動器電路具有以下配置，其中，根據(jù)用于比較前一行(第m-1行)數(shù)據(jù)與當前行(第m行)數(shù)據(jù)的電路306的輸出而控制第一傳輸門312。從而，不必從外部輸入用于控制第一傳輸門312的信號，這用于減少面板輸入引腳的數(shù)量。對于用于便攜式信息終端等的顯示裝置，減少輸入引腳對于減小尺寸是非常有效的。
盡管常規(guī)顯示裝置在顯示諸如自然照片或特定圖案的圖像時消耗許多電力，但通過如上所述構(gòu)造的本發(fā)明的顯示裝置和驅(qū)動方法，能以較小電力顯示這些圖像和圖案，這是因為對于充電和放電到中間電平不消耗外部電源的電力，其中，自然照片需要許多灰度級，特定圖案的邏輯頻繁地逐行反轉(zhuǎn)。
此實施方式示出制造應用本發(fā)明的雙面發(fā)光顯示裝置的實例。
如圖7(A)所示，在基板1500上形成基底膜1501。例如，諸如硼硅酸鋇玻璃或硼硅酸鋁玻璃的玻璃基板、石英基板、或不銹鋼基板等用作基板1500。另外，可以使用由塑料或諸如丙烯酸的撓性合成樹脂形成的基板，其中，所述塑料以PET、PES和PEN為代表。
提供基底膜1501，以防止包含在基板1500內(nèi)的諸如Na的堿金屬以及堿土金屬擴散進入半導體膜中，并防止不利地影響半導體元件的特性。因此，通過使用諸如氮化硅或包含氮的氧化硅的絕緣膜而形成基底膜1501，其中，所述絕緣膜可防止堿金屬和堿土金屬擴散進入半導體膜中。在此實施方式中，包含氮的氧化硅膜通過等離子CVD而形成為10-400nm的厚度(優(yōu)選為50-300nm)。
應指出，基底膜1501可具有絕緣膜的單層結(jié)構(gòu)或?qū)盈B多個絕緣膜的層疊結(jié)構(gòu)，其中，所述絕緣膜例如為氮化硅、包含氮的氧化硅，或包含氧化物的氮化硅，在所述層疊結(jié)構(gòu)中，所述多個絕緣膜例如為氧化硅、氮化硅、包含氮的氧化硅、或包含氧化物的氮化硅。
接著，在基底膜1501上形成半導體膜1502。半導體膜1502的厚度為25-100nm(優(yōu)選30-60nm)。應指出，半導體膜1502可以是非晶態(tài)半導體或多晶半導體。另外，硅鍺(SiGe)以及硅(Si)可用于半導體。在使用硅鍺的情況下，鍺的濃度優(yōu)選為約0.01-4.5原子％。
接著，如圖7(B)所示，用線性激光器1499照射半導體膜1502，使之結(jié)晶。在執(zhí)行激光結(jié)晶化之前，可在500℃下進行一小時的熱處理，以提高半導體膜1502對激光的抵抗性。
可通過激光照射、通過用促進半導體膜的結(jié)晶化的元素加熱、或通過用促進半導體膜結(jié)晶化的元素加熱以及激光照射的組合結(jié)晶化來執(zhí)行結(jié)晶化。在這，通過激光照射來執(zhí)行結(jié)晶化。
對于激光結(jié)晶化，可使用連續(xù)波激光器或作為偽CW激光器使用重復率高于10MHz，優(yōu)選高于80MHz的脈沖激光器。
作為連續(xù)波激光器的實例，有Ar激光器、Kr激光器、CO2激光器、YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、Y2O3激光器、紅寶石激光器、紫翠玉激光器、鈦-藍寶石激光器、氦-鎘激光器等。
另外，作為偽CW激光器，在振蕩頻率可高于10MHz，優(yōu)選高于80MHz的脈沖的情況下，可使用諸如Ar激光器、Kr激光器、受激準分子激光器、CO2激光器、YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、Y2O3激光器、或紅寶石激光器的脈沖激光器。
如果重復率增加，此脈沖激光器表現(xiàn)出與連續(xù)波激光器相似的效果。
例如，在使用能連續(xù)振蕩的固態(tài)激光器的情況下，通過用二次到四次諧波的激光束照射而獲得具有大粒徑的晶體。通常，優(yōu)選地，使用YAG激光器(基波1064nm)的二次諧波(532nm)或三次諧波(355nm)。能量密度大致為0.01-100MW/cm2(優(yōu)選0.1-10MW/cm2)。
通過用激光束照射半導體膜1502，形成其結(jié)晶度提高的晶態(tài)半導體膜1504。
如圖7C所示，通過對晶態(tài)半導體膜1504構(gòu)圖而形成島狀半導體膜1507-1509。
在島狀半導體膜1507-1509中引入雜質(zhì)，以便控制薄膜晶體管的閾電壓。在此實施方式中，通過添加乙硼烷(B2H6)而把硼(B)引入到島狀半導體膜中。
淀積絕緣膜1700，以便覆蓋島狀半導體膜1507-1509(圖8A)。例如，氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)、包含氮的氧化硅(SiON)等可用于絕緣膜1700。作為一種淀積方法，可使用等離子體CVD、濺射等。
在絕緣膜1700上淀積導電膜之后，通過對導電膜構(gòu)圖而形成柵電極1707-1709。
使用單層或兩層或多層的疊層的導電膜形成柵電極1707-1709。在層疊兩個或多個導電膜的情況下，通過層疊以下膜而形成柵電極1707-1709，其中，每一個所述膜都包含從鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)和鋁(Al)中選擇的至少一種元素、或主要由所述元素組成的合金材料或化合物材料。另外，使用以攙雜雜質(zhì)元素如磷(P)的多晶硅膜為代表的半導體膜而形成柵電極。
在此實施方式中，使用厚度30nm的氮化鉭(TaN)和厚度370nm的鎢(W)的層疊膜形成柵電極1707-1709。在此實施例中，使用鎢(W)形成上層柵電極1707-1703，并且，使用氮化鉭(TaN)形成下層柵電極1704-1706。
柵電極1707-1709可形成為柵布線的一部分。另外，也可以是在形成另一柵布線之后，柵電極1707-1709連接到所述另一柵接線。
通過用雜質(zhì)或光刻膠攙雜島狀半導體膜1507-1509而形成源區(qū)、漏區(qū)、低濃度雜質(zhì)區(qū)等，其中，所述雜質(zhì)通過使用柵電極1707-1709而提供n或p型傳導性，所述光刻膠被淀積和構(gòu)圖為掩模。
首先，在加速電壓為60-120kV并且劑量為1×1013-1×1015個原子cm-2的條件下，通過使用磷化氫(PH3)而在島狀半導體膜1507-1509中引入磷(P)。
為了形成p溝道TFT 1763，在施加電壓為60-100kV例如80kV，并且劑量為1×1013-5×1015個原子cm-2例如3×1015個原子cm-2的條件下，通過使用乙硼烷(B2H6)而在島狀半導體膜中引入硼。相應地，形成p溝道TFT 1763的源區(qū)、漏區(qū)1717和溝道形成區(qū)1718(圖8B)。
隨后，通過蝕刻絕緣膜1700，形成柵絕緣膜1721-1723，由此使一部分半導體膜曝光。
在施加電壓為40-80kV例如50kV，并且劑量為1×1015-2.5×1016個原子cm-2例如3.0×1015個原子cm-2的條件下，通過使用磷化氫(PH3)而在島狀半導體膜1507和1508中引入磷(P)，其中，所述島狀半導體膜1507和1508分別變?yōu)閚溝道TFT 1761和1762。相應地，形成n溝道TFT 1761和1762的溝道形成區(qū)1713和1716、低濃度雜質(zhì)區(qū)1712和1715以及源或漏區(qū)1711和1714(圖8B)。
在此實施例中，分別在n溝道TFT 1761的源或漏區(qū)1711以及n溝道TFT 1762的源或漏區(qū)1714中包含1×1019-5×1021個原子cm-3濃度的磷(P)。另外，分別在n溝道TFT 1761的低濃度雜質(zhì)區(qū)1712和n溝道TFT 1762的低濃度雜質(zhì)區(qū)1715中包含1×1018-5×1019個原子cm-3濃度的磷(P)。另外，在p溝道TFT 1763的源或漏區(qū)1717中包含1×1019-5×1021個原子cm-3濃度的硼(B)。
在此實施方式中，p溝道TFT 1763用作雙面發(fā)光顯示裝置的像素TFT。n溝道TFT 1761和1762用作驅(qū)動像素TFT 1763的驅(qū)動器電路的TFT。應指出，像素TFT 1763不要求是p溝道TFT，也可以是n溝道TFT。另外，驅(qū)動器電路不必通過組合多個n溝道TFT而形成，也可以是通過互補地組合n溝道TFT和p溝道TFT而形成的電路、或通過組合多個p溝道TFT而形成的電路。
接著，淀積包含氫的絕緣膜1730。通過PCVD獲得的包含氮的氧化硅膜(SiON膜)用于包含氫的絕緣膜1730。作為替代，可使用包含氧的氮化硅膜(SiNO膜)。應指出，包含氫的絕緣膜1730是第一層間絕緣膜，也是包含氧化硅的光透射絕緣膜。
在此之后，激活添加到島狀半導體膜的雜質(zhì)元素?？赏ㄟ^用激光束照射，RTA，或在550℃下在氮化物氣氛中加熱4小時而激活雜質(zhì)元素。在通過使用促進結(jié)晶化的以鎳為代表的金屬元素而使半導體膜結(jié)晶化的情況下，還可在雜質(zhì)元素激活的同時執(zhí)行吸氣法，用于減少溝道形成區(qū)內(nèi)的鎳。
接著，通過在410℃下完全加熱一小時而使島狀半導體膜氫化。應指出，在如上所述在550℃下在氮化物氣氛中執(zhí)行加熱處理4小時的情況下，此處理不是必需的。
形成平坦化膜作為第二層間絕緣膜1731。作為平坦化膜，使用光透射無機材料(氧化硅、氮化硅、包含氧的氮化硅等)、光敏或非光敏有機材料(聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、光刻膠或苯并環(huán)丁烯)、或者它們的層疊物等。另外，作為用于平坦化膜的另一種光透射膜，可使用通過涂敷方法獲得的由包含烷基的氧化硅膜形成的絕緣膜。例如，可使用由石英玻璃、烷基硅氧烷聚合物、烷基倍半硅氧烷聚合物、或氫化倍半硅氧烷聚合物等形成的絕緣膜。作為硅氧烷聚合物的實例，有Toray Industries Inc生產(chǎn)的涂敷絕級膜材料的PSB-K1和PSB-K31以及Catalysts & Chemicals Industries Co.，Ltd(CCIC)生產(chǎn)的涂敷絕緣膜材料的ZRS-5PH。
接著，形成具有光透射性的第三層間絕緣膜1732。第三層間絕緣膜1732被設置成用于在后續(xù)步驟中對光透射電極1750構(gòu)圖時保護平坦化膜的蝕刻停止膜，其中，所述平坦化膜是第二層間絕緣膜1731。應指出，在第二層間絕緣膜1731對光透射電極1750構(gòu)圖時變?yōu)槲g刻停止膜的情況下，不需要第三層間絕緣膜1732。
接著，通過使用新掩模而在第一層間絕緣膜1730、第二層間絕緣膜1731和第三層間絕緣膜1732中形成接觸孔。在除去掩模并形成導電膜(TiN、Al和TiN的層疊膜)之后，通過使用另一掩模進行蝕刻(通過BCl3和Cl2混合氣體的干式蝕刻)而蝕刻導電膜，以便形成電極或布線1741-1745(TFT的源線和漏線、供電線等)(圖8C)。應指出，盡管電極和布線整體地形成，但是，電極和布線也可通過分別形成而互相電連接。應指出，TiN是強粘附到高耐熱性平坦化膜的材料之一。另外，優(yōu)選地，TiN的N含量小于44原子％，以提供與TFT的源區(qū)或漏區(qū)的良好歐姆接觸。
通過使用新掩模而形成光透射電極1750，其中，光透射電極1750是以厚度10-800nm形成的有機發(fā)光元件的陽極。作為光透射電極1750，可使用高功函(大于4.0eV的功函)光透射導電材料，如氧化銦錫(ITO)、通過混合2-20％的氧化鋅(ZnO)與ITO而得到的IZO(氧化銦鋅)、或包含Si元素的氧化銦(圖9A)。
通過使用新掩模而形成覆蓋光透射電極1750端部的絕緣體1733(稱作堤岸、隔墻或屏障等)。作為絕緣體1733，以厚度0.8-1μm使用通過涂敷方法獲得的光敏或非光敏有機材料(聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、光刻膠或苯并環(huán)丁烯)、或SOG膜(例如，包含烷基的SiOx膜)。
通過淀積方法或涂敷方法形成第一至第五層，所述第一至第五層形成發(fā)光元件1751、1752、1753、1754和1755。應指出，在形成包含有機化合物的層1751之前，優(yōu)選通過真空加熱而執(zhí)行脫氣，以便提高發(fā)光元件的可靠性。例如，在淀積有機化合物材料之前，優(yōu)選在低壓氣氛或不活潑氣氛中在200-300℃下執(zhí)行熱處理，以便除去包含在基板中的氣體。應指出，在由具有高耐熱性的SiOx膜形成層間絕緣膜和隔墻的情況下，可應用更高溫度(例如410℃)的熱處理。
使用汽相淀積掩模在光透射電極1750上有選擇性地共同淀積氧化鉬(MoOx)、4，4′-雙[N-(1萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(a-NPD)和紅熒烯，以便形成包含有機化合物的第一層1751(第一層)。
應指出，除了MoOx之外，可使用具有高空穴注入特性的材料，如銅酞菁(CuPC)、氧化釩(VOx)、氧化釕(RuOx)或氧化鎢(WOx)。另外，也可以使用通過涂敷方法形成的具有高空穴注入特性的高分子量材料，如聚(乙烯二氧吩)/聚(苯乙烯磺酸鹽)溶液(PEDOT/PSS)，作為包含有機化合物的第一層1751。
通過使用汽相淀積掩模有選擇性地淀積a-NPD而在包含有機化合物的第一層1751上形成空穴傳輸層(第二層)1752。應指出，除了a-NPD之外，可使用具有高空穴傳輸特性的以芳香胺基化合物為代表的材料，例如，4，4′-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(簡稱為TPD)、4，4′，4″-三[N，N-聯(lián)苯-氨基]-三苯胺(簡稱為TDATA)、或4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(簡稱為MTDATA)等。
有選擇性地形成發(fā)光層1753(第三層)。調(diào)整各種發(fā)光顏色(R、G和B)的汽相淀積掩模，有選擇性地淀積發(fā)光層1753，從而，裝置可執(zhí)行全色顯示。
作為發(fā)射紅光的發(fā)光層1753，使用諸如Alq3DCM或Alq3紅熒烯BisDCJTM的材料。作為發(fā)射綠光的發(fā)光層1753，使用諸如Alq3DMQD(N，N′-二甲基喹吖酮)或Alq3香豆素6的材料。作為發(fā)射藍光的發(fā)光層1753，使用諸如a-NPD或tBu-DNA的材料。
隨后，通過使用汽相淀積掩模有選擇性地淀積Alq3(三(8-羥基喹啉)鋁)，而在發(fā)光層1753上形成電子傳輸層(第四層)1754。應指出，除了Alq3之外，可使用具有高電子傳輸特性的材料，所述材料以具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡合物為代表，如三(5-甲基-8-羥基喹啉)鋁(縮寫為Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-羥基喹啉)鈹(縮寫為BeBq2)、或雙(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-phenylphenolato-鋁(縮寫為BAIq)。除了這些，可以使用具有惡唑基或噻唑基配合體的金屬絡合物，如雙[2-(2-羥苯基)-benzoxazolato]鋅(縮寫為Zn(BOX)2)、或雙[2-(2-羥苯基)-benzothiazolato]鋅(縮寫為Zn(BTZ)2)。除了金屬絡合物之外，還可使用2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-三元醇-丁基苯基)-1，3，4-惡二唑(縮寫為PBD)、1，3-雙[5-(p-三元醇-丁基苯基)-1，3，4-惡二唑-2-某基]苯(縮寫為OXD-7)、3-(4-三元醇-丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(縮寫為TAZ)、3-(4-三元醇-丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(縮寫為p-EtTAZ)、紅菲繞啉(縮寫為BPhen)、或浴銅靈(縮寫為BCP)等，作為電子傳輸層1754，這是因為它們具有高電子傳輸特性。
通過共同淀積4，4′-雙(5-甲基苯并惡唑-2-某基)芪(縮寫為BzOs)和鋰(Li)而形成電子注入層(第五層)1755，以便覆蓋電子傳輸層和絕緣體。使用苯并惡唑衍生物(BzOs)防止電子注入層1755在后續(xù)步驟中在形成光透射電極1756時因濺射而造成損害。應指出，除了BzOsLi之外，可使用具有高電子注入特性的材料，如堿金屬或堿土金屬，所述堿金屬或堿土金屬以CaF2、氟化鋰(LiF)或氟化銫(CsF)等為代表。另外，也可使用Alq3與鎂(Mg)的混合物。
在電子注入層1755上以10-800nm厚度形成光透射電極1756，其中，光透射電極1756是有機發(fā)光元件的陰極。例如，可使用氧化銦錫(ITO)以及IZO(氧化銦鋅)形成光透射電極1756，其中，IZO通過混合包含Si元素的ITO或氧化銦與2-20％的氧化鋅(ZnO)而得到。
通過上述步驟，形成發(fā)光元件。適當?shù)剡x擇或調(diào)整陽極的各種材料和各種膜厚、包含有機化合物的層(第一層至第五層)、以及構(gòu)成發(fā)光元件的陰極。希望通過使用相同的材料而使陽極和陰極形成得具有幾乎相等的膜厚，優(yōu)選為約100nm。
如果需要，通過覆蓋發(fā)光元件而形成用于防止潮氣侵入的光透射保護層1757。作為光透射保護膜1757，可以使用通過濺射或CVD而得到的氮化硅膜、氧化硅膜、包含氧的氮化硅膜(SiNO膜(組成比N＞O))或包含氮的氧化硅膜(SiON膜(組成比N＜O))、主要由碳組成的薄膜(如DLC膜和CN膜)等(圖9B)。
通過使用包含間隙材料的密封材料而互相固定第二基板1770和基板1500，其中，所述間隙材料用于保持基板之間的間隔。具有光透射性的玻璃基板或石英基板可用于第二基板1770。一對基板之間的間隔可用空氣(不活潑氣體)填充，并且，可在其中布置干燥劑。另外，一對基板之間的間隔可用光透射密封材料(如紫外線硬化環(huán)氧樹脂、熱硬化環(huán)氧樹脂)填充(圖10)。
發(fā)光元件可在兩個方向，即兩側(cè)上發(fā)射光，這是因為每個光透射電極1750和1756由光透射材料形成。
上述面板構(gòu)造使得能從頂側(cè)發(fā)射幾乎與底側(cè)發(fā)射的光相等數(shù)量的光。
最后，提供光學膜(偏振片或圓偏振片)1771和1772以提高對比度(圖10)。
圖11示出用于各種發(fā)光顏色(R、G和B)的發(fā)光元件的橫截面視圖。紅色(R)發(fā)光元件包括像素TFT 1763R、光透射電極(陽極)1750R、第一層1751R、第二層(空穴傳輸層)1752R、第三層(發(fā)光層)1753R、第四層(電子傳輸層)1754R、第五層(電子注入層)1755、光透射電極(陰極)1756、以及光透射保護層1757。
綠色(G)發(fā)光元件包括像素TFT 1763G、光透射電極(陽極)1750G、第一層1751G、第二層(空穴傳輸層)1752G、第三層(發(fā)光層)1753G、第四層(電子傳輸層)1754G、第五層(電子注入層)1755、光透射電極(陰極)1756、以及光透射保護層1757。
藍色(B)發(fā)光元件包括像素TFT 1763B、光透射電極(陽極)1750B、第一層1751B、第二層(空穴傳輸層)1752B、第三層(發(fā)光層)1753B、第四層(電子傳輸層)1754B、第五層(電子注入層)1755、光透射電極(陰極)1756、以及光透射保護層1757。
在此實施方式中，TFT是頂部柵TFT。然而，本發(fā)明不局限于此結(jié)構(gòu)，并且也可使用底部柵(反向交錯)TFT或交錯TFT。另外，本發(fā)明不局限于單個柵TFT，從而，可使用具有多個溝道形成區(qū)的多柵TFT，如雙柵TFT。
作為應用本發(fā)明的電子設備的實例，有攝像機、數(shù)碼照相機、護目鏡式顯示器、導航系統(tǒng)、音頻再現(xiàn)裝置(汽車音頻組件立體聲系統(tǒng)等)、計算機、游戲機、便攜式信息終端(移動計算機、移動電話、移動游戲機、電子書籍等)、具有記錄介質(zhì)并具有顯示所再現(xiàn)圖像的顯示器的圖像再現(xiàn)裝置(具體地，用于再現(xiàn)記錄介質(zhì)如數(shù)字多用途盤(DVD)的裝置)。以下示出電子設備的實例。
圖12示出液晶顯示模塊或EL顯示模塊，其中，組合顯示板5001和電路基板5011。在電路基板5011上形成控制電路5012、信號劃分電路5013等，并通過連接布線5014而電連接到顯示板5001。
顯示板5001具有其中設置多個像素的像素部分5002；掃描線驅(qū)動器電路5003；向所選像素提供視頻信號的信號線驅(qū)動器電路5004。應指出，在形成EL顯示模塊的情況下，可使用上述實施方式形成顯示板5001。液晶顯示模塊也可用作如EL顯示模塊。上述實施方式的驅(qū)動器電路可用于進行控制的驅(qū)動器電路部分，如掃描驅(qū)動器電路5003和信號線驅(qū)動器電路5004?？赏ㄟ^使用圖12所示的液晶顯示模塊或EL顯示模塊而完成液晶電視機或EL電視機。
圖13為示出液晶電視機或EL電視機的主要構(gòu)造的框圖。調(diào)諧器5101接收圖像信號和音頻信號。圖像信號由圖像信號放大器電路5102、圖像信號處理電路5103和控制電路5012處理，其中，圖像信號處理電路5103把從圖像信號放大器電路5102輸出的信號轉(zhuǎn)換為紅、綠和藍的各種顏色信號，并且，控制電路5012用于轉(zhuǎn)換圖像信號以滿足驅(qū)動器IC的輸入規(guī)范?？刂齐娐?012向掃描線一側(cè)和信號線一側(cè)輸出信號。在數(shù)字驅(qū)動器的情況下，信號線一側(cè)可設置信號劃分電路5013，從而，輸入的數(shù)字信號劃分為將要提供的m個信號。
在調(diào)諧器5101接收的信號中，音頻信號發(fā)送給音頻信號放大器電路5105，并且，其輸出通過音頻信號處理電路5106而提供給揚聲器5107。控制電路5108從輸入部分5109接收控制數(shù)據(jù)，如接收電臺(接收頻率)和音量，并向調(diào)諧器5101和音頻信號處理電路5106發(fā)出信號。
如圖14A所示，在殼體5201中包括液晶顯示模塊或EL顯示模塊，以便完成電視機。通過液晶顯示模塊或EL顯示模塊形成顯示板5202。適當?shù)卦O置揚聲器5203、控制開關(guān)5204等。
圖14B示出具有便攜式顯示器的無線電視機。在殼體5212中包括電池和信號接收器，并且，電池驅(qū)動顯示部分5213和揚聲器部分5217。電池可用電池充電器5210反復充電。另外，電池充電器5210可發(fā)送和接收圖像信號，所述圖像信號可發(fā)送給顯示器的信號接收器。殼體5212由控制鍵5216控制。圖14B所示的裝置可稱作圖像和音頻交互式通信裝置，因為通過控制控制鍵5216而把信號從殼體5212發(fā)送到電池充電器5210。所述裝置也可稱作通用遙控裝置，因為通過控制控制鍵5216而從殼體5212向電池充電器5210發(fā)送信號，并且通過另一電子設備接收由電池充電器5210發(fā)送的信號，從而，可控制電子設備的無線電通訊。本發(fā)明可應用于顯示部分5213、控制電路部分等。
通過使用用于圖12-14B所示電視機的本發(fā)明，可制造低功耗的電視機。
顯然，本發(fā)明不僅可應用于電視機，也可應用于各種目的，如特大面積顯示介質(zhì)以及街道上的廣告顯示板，其中，所述特大面積顯示介質(zhì)以個人計算機的監(jiān)視器、火車站和機場等的信息顯示板為代表。
圖15A示出通過組合顯示板5301和印刷布線基板5302而形成的模塊。顯示板5301具有其中設置多個像素的像素部分5303；第一掃描線驅(qū)動器電路5304；第二掃描線驅(qū)動器電路5305；以及用于向所選像素提供視頻信號的信號線驅(qū)動器電路5306。上述實施方式可用于信號線驅(qū)動器電路5306。
印刷布線基板5302具有控制器5307、中央處理單元(CPU)5308；存儲器5309；電源電路5310；音頻處理電路5311；發(fā)送和接收電路5312等。印刷布線基板5302通過撓性印刷電路(FPC)5313而與顯示板5301連接?？稍谟∷⒉季€基板5302上設置電容器和緩沖器電路，以便防止電源電壓或信號中的噪聲干擾，并且還防止信號緩慢上升。另外，通過使用COG(Chip On Glass，芯片在玻璃上)方法而在顯示板5301上安裝控制器5307、音頻處理電路5311、存儲器5309、CPU5308、電源電路5310等。通過COG方法，可減小印刷布線基板5302的尺寸。
通過設置在印刷布線基板5302上的接口(I/F)5314而輸入和輸出各種控制信號。在印刷布線基板5302上設置用于向天線發(fā)送信號/從天線接收信號的天線部分5315。
圖15B示出圖15A所示模塊的框圖。所述模塊具有作為存儲器5309的VRAM 5316、DRAM 5317、閃存5318等。VRAM 5316儲存將要在顯示板5301上顯示的圖像數(shù)據(jù)，DRAM 5317儲存圖像數(shù)據(jù)或音頻數(shù)據(jù)，并且，閃存5318儲存各種程序。
盡管未示出到電源電路5310的連接布線，但連接電源電路5310，以便提供用于操作顯示板5301、控制器5307、CPU 5308、音頻處理電路5311、存儲器5309和發(fā)送和接收電路5312的電力。可根據(jù)顯示板5361的規(guī)范而在電源電路5310中設置電流源。
CPU 5308具有控制信號產(chǎn)生電路5320、譯碼器5321、寄存器5322、運算電路5323、RAM 5324、以及用于CPU 5308的接口5319。通過接口5319輸入到CPU 5308中的各種信號一度儲存在寄存器5322中，并接著輸入到運算電路5323、譯碼器5321等中。運算電路5323根據(jù)輸入信號而執(zhí)行操作，并指定發(fā)送各種指令的目的地址。另一方面，對輸入到譯碼器5321中的信號進行解碼，并輸入到控制信號產(chǎn)生電路5320中?？刂菩盘柈a(chǎn)生電路5320根據(jù)輸入信號而產(chǎn)生包括各個方向的信號，并把它們發(fā)送到在運算電路5323中指定的地址，具體為發(fā)送給存儲器5309、發(fā)送和接收電路5312、音頻處理電路5311和控制器5307。
分別根據(jù)接收的指令而操作存儲器5309、發(fā)送和接收電路5312、音頻處理電路5311和控制器5307。以下描述其操作。
從諸如定點裝置或鍵盤的輸入裝置5325輸入的信號通過接口(I/F)5314發(fā)送給安裝在印刷布線基板5302上的CPU 5308。控制信號產(chǎn)生電路5320根據(jù)從輸入裝置5325如定點裝置或鍵盤發(fā)送的信號而把儲存在VRAM 5316中的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為規(guī)定的格式，以便發(fā)送給控制器5307。
控制器5307根據(jù)顯示板5301的規(guī)范而對包括從CPU 5308發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)的信號進行處理，以便發(fā)送給顯示板5301。另外，控制器5307根據(jù)從電源電路5310輸入的電源電壓或從CPU 5308輸入的各種信號而產(chǎn)生提供給顯示板5301的Hsync信號(水平同步信號)、Vsync信號(垂直同步信號)、時鐘信號CLK和交流電壓(AC Cont)和開關(guān)信號L/R。
發(fā)送和接收電路5312對在天線5328作為電波發(fā)送或接收的信號進行處理，發(fā)送和接收電路5312包括諸如絕緣體的高頻電路、帶通濾波器、VCO(壓控振蕩器)、LPF(低通濾波器)、耦合器和平衡轉(zhuǎn)換器。包括音頻數(shù)據(jù)的信號根據(jù)CPU 5308的指令而發(fā)送給音頻處理電路5311，其中，所述音頻數(shù)據(jù)在發(fā)送和接收電路5312所發(fā)送或接收的信號中。
包括根據(jù)CPU 5308的指令發(fā)送的音頻數(shù)據(jù)的信號在音頻處理電路5311中被解調(diào)成音頻信號，并且發(fā)送給揚聲器5327。從麥克風5326發(fā)送的音頻信號在音頻處理電路5311中調(diào)制，并且，根據(jù)CPU 5308的指令而發(fā)送給發(fā)送和接收電路5312。
控制器5307、CPU 5308、電源電路5310、音頻處理電路5311和存儲器5309可安裝成此實施方式的封裝。此實施方式可應用于除諸如絕緣體、帶通濾波器、VCO(壓控振蕩器)、LPF(低通濾波器)、耦合器或平衡轉(zhuǎn)換器的高頻電路之外的任何電路。
圖16示出包括圖1SA和15B所示模塊的移動電話的一種模式。顯示板5301包括在可自由拆開的殼體5330中。根據(jù)顯示板5301的大小而改變殼體5330的形狀和尺寸。用于固定顯示板5301的殼體5330裝配到印刷基板5331中，以便組裝模塊。
顯示板5301通過FPC 5313連接到印刷基板5331。在印刷基板5331上形成包括揚聲器5332、麥克風5333、發(fā)送和接收電路5334、CPU、控制器等的信號處理電路5335。組合此模塊、輸入裝置5336、電池5337和天線5340，以包括在殼體5339中。顯示板5301的像素部分布置成可從殼體5339的開孔看見。
根據(jù)功能或目的，此實施方式的移動電話可改變?yōu)楦鞣N模式。例如，如果設置多個顯示板或?qū)んw分為多個部件并且用鉸鏈打開或關(guān)閉，就可獲得上述效果。
可通過對圖15和16所示的模塊或移動電話應用本發(fā)明而制造低功耗移動電話等。
圖17A是液晶顯示器或OLED顯示器，所述顯示器由殼體6001、支撐基座6002、顯示部分6003等構(gòu)成。圖12所示的液晶顯示器模塊或EL顯示器模塊以及圖15A所示的顯示板的構(gòu)造可應用于顯示部分6003。
通過使用本發(fā)明，可制造低功耗顯示器。
圖17B是計算機，包括主體6101、殼體6102、顯示部分6103、鍵盤6104、外部連接端口6105、定點鼠標6106等。圖12所示的液晶顯示器模塊或EL顯示器模塊以及圖15A所示的顯示板的構(gòu)造可應用于顯示部分6103。
通過使用本發(fā)明，可制造低功耗顯示器。
圖17C是便攜式計算機，包括主體6201、顯示部分6202、開關(guān)6203、控制鍵6204、紅外線端口6205等。圖12所示的液晶顯示器模塊或EL顯示器模塊以及圖15A所示的顯示板的構(gòu)造可應用于顯示部分6202。
通過使用本發(fā)明，可制造低功耗計算機。
圖17D是便攜式游戲機，包括殼體6301、顯示部分6302、揚聲器部分6303、控制鍵6304、記錄介質(zhì)插入部分6305等。圖12所示的液晶顯示器模塊或EL顯示器模塊以及圖15A所示的顯示板的構(gòu)造可應用于顯示部分6302。
通過使用本發(fā)明，可制造低功耗游戲機。
圖17E為設置有記錄介質(zhì)的便攜式圖像再現(xiàn)裝置(具體地，DVD再現(xiàn)裝置)，包括主體6401、殼體6402、顯示部分A 6403、顯示部分B 6404、記錄介質(zhì)(DVD等)讀取部分6405、控制鍵6406、揚聲器部分6407等。顯示部分A 6403主要顯示圖像數(shù)據(jù)，并且，顯示部分B 6404主要顯示文本數(shù)據(jù)。圖12所示的液晶顯示器模塊或EL顯示器模塊以及圖15A所示的顯示板的構(gòu)造可應用于顯示部分A 6403、顯示部分B 6404、控制電路部分等。應指出，設置有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)裝置包括家用游戲機等。
通過使用本發(fā)明，可制造低功耗圖像再現(xiàn)裝置。
可根據(jù)尺寸、強度或目的而使用耐熱塑料基板以及玻璃基板用于電子設備的顯示裝置。相應地，顯示裝置可進一步減小尺寸和重量。
應指出，此實施方式僅僅是示例性的，并且，本發(fā)明不局限于這些應用。
此實施方式可自由地與上述任一實施方式組合。
本專利申請基于2004年11月24日向日本專利局提交的日本專利申請2004-339612，其全部內(nèi)容在本文引作參考。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括M行N列像素，M和N分別為自然數(shù)；M根柵線；N根源線；用于儲存第m-1行數(shù)據(jù)信號的電路，2≤m≤M，m為自然數(shù)；在第m行的數(shù)據(jù)信號輸入到N根源線中的一根之前比較第m行數(shù)據(jù)信號與第m-1行數(shù)據(jù)信號的電路；用于電連接N根源線與電源電路的開關(guān)；以及用于使N根源線互相電連接的開關(guān)。
2.一種顯示裝置，包括M行N列像素，M和N分別為自然數(shù)；M根柵線；N根源線；用于儲存第m-1行數(shù)據(jù)信號的電路，2≤m≤M，m為自然數(shù)；在第m行的數(shù)據(jù)信號輸入到N根源線中的一根之前比較第m行數(shù)據(jù)信號與第m-1行數(shù)據(jù)信號的異或電路；用于電連接N根源線與電源電路的開關(guān)；以及用于使N根源線互相電連接的開關(guān)。
3.一種顯示裝置，包括M行N列像素，M和N分別為自然數(shù)；M根柵線；N根源線；用于驅(qū)動N根源線的移位寄存器電路；連接到移位寄存器電路的第一鎖存電路；連接到第一鎖存電路的第二鎖存電路；連接到第二鎖存電路的第二電平移位器電路；用于保持第m-1行數(shù)據(jù)信號的第三鎖存電路，2≤m≤M，m為自然數(shù)；在第m行的數(shù)據(jù)信號輸入到N根源線中的一根之前比較第m行數(shù)據(jù)信號與第m-1行數(shù)據(jù)信號的異或電路；連接到異或電路的第一電平移位器電路；連接到第二電平移位器電路和電源電路的緩沖器電路；連接到緩沖器電路的第一傳輸門電路；以及連接到第一電平移位器電路的第二傳輸門電路，其特征在于，N根源線通過第一傳輸門電路而連接到緩沖器電路；以及N根源線分別能通過第二傳輸門電路而互相連接。
4.如權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于，N根源線通過緩沖器電路而連接到電源電路。
5.如權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于，N根源線通過上述緩沖器電路而連接到電源電路。
6.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，用于比較的電路包括鎖存電路和異或電路。
7.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的顯示裝置，其特征在于，顯示裝置是數(shù)字灰度顯示裝置。
8.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的顯示裝置，其特征在于，線順序驅(qū)動通過顯示裝置來執(zhí)行。
9.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的顯示裝置，其特征在于，顯示裝置是EL顯示裝置。
10.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的顯示裝置，其特征在于，顯示裝置是液晶顯示裝置。
11.一種用于驅(qū)動顯示裝置的方法，所述顯示裝置具有M行N列像素、M根柵線以及N根源線，M和N分別是自然數(shù)，其中，執(zhí)行線順序驅(qū)動，包括以下步驟向N根源線中的每一根輸入第m-1行的數(shù)據(jù)信號，2≤m≤M，m為自然數(shù)；使N根源線在電氣上與電源電路斷開；在第m行的數(shù)據(jù)信號輸入到N根源線之前比較第m行的數(shù)據(jù)信號與第m-1行的數(shù)據(jù)信號；電連接其第m行數(shù)據(jù)信號與第m-1行數(shù)據(jù)信號互不相同的源線；以及在電氣上分別斷開已經(jīng)連接的源線，從而，第m行的數(shù)據(jù)信號輸入到N根源線的每一個。
12.一種用于驅(qū)動顯示裝置的方法，所述顯示裝置具有M行N列像素、M根柵線以及N根源線，M和N分別是自然數(shù)，其中，執(zhí)行線順序驅(qū)動，包括以下步驟保存第m-1行的數(shù)據(jù)信號，2≤m≤M，m為自然數(shù)；向N根源線之一輸入第m-1行的數(shù)據(jù)信號；在第m行的數(shù)據(jù)信號輸入到N根源線中的一根之前比較第m行數(shù)據(jù)信號與保存的第m-1行數(shù)據(jù)信號；在第m行數(shù)據(jù)信號與第m-1行數(shù)據(jù)信號不同的情況下，在電氣上從電源電路斷開被輸入第m行數(shù)據(jù)信號的源線；在N根源線中，在電氣上互連其第m行數(shù)據(jù)信號與第m-1行數(shù)據(jù)信號不同的源線；以及在電氣上分別斷開已連接源線，電連接到電源電路，從而，第m行的數(shù)據(jù)信號輸入到N根源線之一。
13.如權(quán)利要求11或12所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其特征在于，N根源線通過緩沖器電路而電連接到電源電路。
14.如權(quán)利要求11或12所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其特征在于，通過異或電路比較第m行的數(shù)據(jù)信號與第m-1行的數(shù)據(jù)信號。
15.如權(quán)利要求11或12所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其特征在于，通過使源線互相電連接的步驟而在已連接的源線中分別執(zhí)行充電或放電。
16.如權(quán)利要求11或12所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其特征在于，顯示裝置是數(shù)字灰度顯示裝置。
17.如權(quán)利要求12所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其特征在于，在鎖存電路中保存第m-1行的數(shù)據(jù)信號。
18.如權(quán)利要求11或12所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其特征在于，顯示裝置是EL顯示裝置。
19.如權(quán)利要求11或12所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其特征在于，顯示裝置是液晶顯示裝置。
全文摘要
提供一種顯示裝置及其驅(qū)動方法。該有源矩陣顯示裝置的驅(qū)動方法，其中，所述有源矩陣顯示裝置具有M根柵線和N根源線，所述方法包括以下步驟向源線寫入第m－1行的數(shù)據(jù)信號(2≤m≤M，m為自然數(shù))；在第m行的數(shù)據(jù)信號輸入到源線中之前比較第m行的數(shù)據(jù)信號與第m－1行的數(shù)據(jù)信號；在第m行數(shù)據(jù)信號與第m－1行數(shù)據(jù)信號不同的情況下，在電氣上從電源電路斷開被輸入第m行數(shù)據(jù)信號的源線；在N根源線中，在電氣上互連其第m行數(shù)據(jù)信號與第m－1行數(shù)據(jù)信號不同的源線；以及，在電氣上分別斷開已連接的源線，并且把它們連接到電源電路，從而，第m行的數(shù)據(jù)信號寫入到源線中。
文檔編號G09G3/36GK1779542SQ2005101268
公開日2006年5月31日 申請日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者巖淵友幸 申請人:株式會社半導體能源研究所