УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ, СХЕМА ПИКСЕЛЯ И СПОСОБ ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ ИХ В ДЕЙСТВИЕ Российский патент 2012 года по МПК G09G3/30 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству отображения, а конкретнее, к управляемому током устройству отображения, например электролюминесцентному (EL) дисплею или дисплею полевого излучения (FED), схемам пикселя в устройстве отображения и способу для приведения в действие схем пикселя.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последние годы появилась потребность в тонких, легких устройствах отображения с высоким быстродействием. Соответственно, проведена активная НИОКР для органических EL-дисплеев (электролюминесцентных) и FED (дисплеев полевого излучения).

Органические электролюминесцентные элементы, включенные в органический электролюминесцентный дисплей, излучают свет с большей яркостью для более высокого напряжения, поданного на них, и большей величины тока, протекающего через них. Однако соотношение между яркостью и напряжением у органических электролюминесцентных элементов легко меняется под влиянием времени возбуждения, температуры окружающей среды и т.д. Поэтому когда к органическому электролюминесцентному дисплею применяется управляющая схема по типу регулирования напряжения, становится очень трудно подавить колебания в яркости органических электролюминесцентных элементов. С другой стороны, яркость органических электролюминесцентных элементов практически пропорциональна току, и эта пропорциональная связь менее восприимчива к внешним факторам, например температуре окружающей среды. Поэтому в органическом электролюминесцентном дисплее желательно применять управляющую схему по типу регулирования тока.

Между тем схемы пикселя и схемы управления в устройстве отображения образуются с использованием TFT (тонкопленочных транзисторов), состоящих из аморфного кремния, низкотемпературного поликристаллического кремния, кремния CG (с непрерывной кристаллической структурой) и т.д. Однако в характеристиках TFT легко возникают колебания (например, пороговое напряжение и мобильность). В связи с этим в схеме пикселя в органическом электролюминесцентном дисплее предоставляется схема, которая компенсирует колебания для характеристик TFT, и под действием этой схемы подавляются колебания в яркости органического электролюминесцентного элемента.

Схемы для компенсации колебаний в характеристиках TFT в управляющей схеме по типу регулирования тока в общих чертах классифицируются на схему с программой по току, в которой величина тока, протекающего через управляющий TFT, управляется по сигналу тока; и схему с программой по напряжению, в которой такая величина тока управляется по сигналу напряжения. Используя схему с программой по току, можно компенсировать колебания в пороговом напряжении и мобильности, а при использовании схемы с программой по напряжению можно компенсировать только колебания в пороговом напряжении.

Однако схема с программой по току имеет проблемы. Во-первых, поскольку обрабатывается очень небольшая величина тока, сложно спроектировать схемы пикселя и схемы управления. Во-вторых, поскольку она восприимчива к паразитной емкости, пока устанавливается сигнал тока, сложно добиться увеличения в площади. С другой стороны, в схеме с программой по напряжению влияние паразитной емкости и т.д. очень небольшое, и исполнение схемы относительно простое. К тому же влияние, оказываемое колебаниями в мобильности на величину тока, меньше влияния, оказываемого колебаниями порогового напряжения на величину тока, и колебания в мобильности в известной мере могут подавляться в процессе производства TFT. Соответственно, даже в устройстве отображения, в котором применяется схема с программой по напряжению, можно получить достаточное качество изображения.

Для органического электролюминесцентного дисплея, выбирающего способ управления по типу регулирования тока, традиционно известны различные схемы пикселя (например, Непатентные документы 1-4). Фиг.8 - принципиальная схема схемы пикселя, описанной в Непатентном документе 4. Схема 900 пикселя, показанная на фиг.8, включает в себя управляющий TFT 910, переключающие TFT 911-913, конденсатор 921 и органический электролюминесцентный элемент 930. Все TFT, включенные в схему 900 пикселя, принадлежат к n-канальному типу.

В схеме 900 пикселя переключающий TFT 913, управляющий TFT 910 и органический электролюминесцентный элемент 930 предусмотрены последовательно между соединением электроснабжения Vp, имеющем потенциал VDD, и катодом CTD органического электролюминесцентного элемента 930. Переключающий TFT 911 предоставляется между выводом истока управляющего TFT 910 и строкой данных Sj, переключающий TFT 912 предоставляется между выводом затвора и выводом стока управляющего TFT 910, и конденсатор 921 предоставляется между выводом затвора управляющего TFT 910 и соединением электроснабжения Vp. Выводы затворов соответствующих переключающих TFT 911 и 912 подключаются к соединению управления SLT, а вывод затвора переключающего TFT 913 подключается к соединению управления TNO.

Фиг.9 - временная диаграмма схемы 900 пикселя. Как показано на фиг.9, сначала в момент t1 потенциал соединения управления SLT переходит на высокий уровень. Поэтому переключающие TFT 911 и 912 переводятся в проводящее состояние, и соответственно потенциал условного нуля Vda подается на вывод истока управляющего TFT 910 от строки данных Sj через переключающий TFT 911. К тому же в момент t1 потенциал катода CTD в органическом электролюминесцентном элементе 930 также переходит на высокий уровень. Поэтому напряжение обратного смещения подается между анодом и катодом в органическом электролюминесцентном элементе 930, и соответственно органический электролюминесцентный элемент 930 переводится в неизлучающее свет состояние. Во время периода с момента t1 до момента t2, поскольку оба переключающих TFT 912 и 913 находятся в проводящем состоянии, потенциал затвора управляющего TFT 910 становится равным потенциалу VDD у соединения электроснабжения Vp.

Затем в момент t2 потенциал соединения управления TNO переходит на низкий уровень. Поэтому переключающий TFT 913 переводится в непроводящее состояние, и соответственно ток течет в строку данных Sj от вывода затвора (и вывода стока, замкнутого накоротко к нему) управляющего TFT 910 через управляющий TFT 910 и переключающий TFT 911, и потенциал затвора управляющего TFT 910 постепенно падает. Когда напряжение между затвором и истоком управляющего TFT 910 становится равным пороговому напряжению Vth управляющего TFT 910 (то есть когда потенциал затвора достигает (Vda+Vth)), управляющий TFT 910 переводится в непроводящее состояние. В этот момент времени разность потенциалов между электродами конденсатора 921 достигает {Vp-(Vda+Vth)}. После этого конденсатор 921 удерживает эту разность потенциалов.

Затем в момент t3 потенциал соединения управления TNO переходит на высокий уровень, а потенциал соединения управления SLT переходит на низкий уровень. Поэтому переключающие TFT 911 и 912 переводятся в непроводящее состояние, а переключающий TFT 913 переводится в проводящее состояние. Поскольку конденсатор 921 поддерживает разность потенциалов {Vp-(Vda+Vth)}, потенциал затвора управляющего TFT 910 остается равным (Vda+Vth) даже после момента t3. К тому же в момент t3 потенциал катода CTD в органическом электролюминесцентном элементе 930 переходит на низкий уровень. Отсюда ток в соответствии с потенциалом Vda (равным потенциалу условного нуля), который получается путем вычитания порогового напряжения Vth управляющего TFT 910 из потенциала затвора (Vda+Vth) управляющего TFT 910, течет в органический электролюминесцентный элемент 930 от управляющего TFT 910, и органический электролюминесцентный элемент 930 излучает свет с яркостью согласно току.

По существу, в схеме 900 пикселя ток, текущий к органическому электролюминесцентному элементу 930 от управляющего TFT 910 после момента t3, определяется по потенциалу условного нуля Vda и соответственно не подвергается влиянию порогового напряжения Vth управляющего TFT 910. Поэтому, в соответствии с устройством отображения, включающим в себя схемы 900 пикселя, даже когда существуют колебания в пороговом напряжении Vth управляющего TFT 910, в результате разрешения току в соответствии с потенциалом условного нуля Vda и пороговым напряжением Vth протекать через органический электролюминесцентный элемент 930, органический электролюминесцентный элемент 930 может излучать свет с нужной яркостью.

[Непатентный документ 1] "4.0-in. TFT-OLED Displays and a Novel Digital Driving Method", SID'00 Digest, стр.924-927, Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd.

[Непатентный документ 2] "Continuous Grain Silicon Technology and Its Applications for Active Matrix Display", AM-LCD 2000, стр.25-28, Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd.

[Непатентный документ 3] "Polymer Light-Emitting Diodes for Use in Flat Panel Display", AM-LCD' 01, стр.211-214, Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd.

[Непатентный документ 4] "A new a-Si:H Thin-Film Transistor Pixel Circuit for Active-Matrix Organic Light-Emitting Diodes", Electron Device Letters, IEEE, том 24, выпуск 9, стр.583-585, Korea Advanced Institute of Science and Technology.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, КОТОРЫЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ РЕШЕНЫ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

Как описано выше, в устройстве отображения, включающем в себя схемы 900 пикселя, потенциал катода CTD в органическом электролюминесцентном элементе 930 нужно довести до высокого уровня в течение периода (период с момента t1 до момента t3), во время которого напряжение между затвором и истоком управляющего TFT 910 устанавливается совпадающим с пороговым напряжением Vth управляющего TFT 910. Обычные активноматричные устройства отображения включают в себя только один катод, который является общим для всех элементов дисплея. Поэтому в случае использования схем 900 пикселя также может рассматриваться устройство отображения, включающее только один катод, который является общим для всех органических электролюминесцентных элементов 930 (в дальнейшем называемое первым устройством отображения).

Однако в первом устройстве отображения, когда потенциал условного нуля Vda записывается в некоторую схему 900 пикселя, напряжение обратного смещения подается на все органические электролюминесцентные элементы 930 в устройстве отображения, и соответственно все органические электролюминесцентные элементы 930 не излучают свет во время этого периода. Из-за этого в первом устройстве отображения нельзя получить достаточную продолжительность включения свечения, что вызывает проблему ухудшения качества изображения.

Чтобы решить эту проблему, можно рассмотреть устройство отображения, в котором катод CTD в органическом электролюминесцентном элементе 930 предоставляется для каждой строки схем пикселя (устройство отображения, снабженное катодами CTD, количество которых такое же, как количество соединений управления SLT; в дальнейшем называется вторым устройством отображения). Однако чтобы произвести второе устройство отображения, когда формируются органические электролюминесцентные элементы 930, катоды CTD в органических электролюминесцентных элементах 930 нужно структурировать. Поэтому во втором устройстве отображения добавляется дополнительный процесс производства органических электролюминесцентных элементов 930, что вызывает проблему увеличения стоимости производства. К тому же, поскольку катоды CTD в органических электролюминесцентных элементах 930 структурируются, существует другая проблема в том, что уменьшается светосила, затемняя экран.

Поэтому цель настоящего изобретения - предоставить недорогое устройство отображения с большой продолжительностью включения свечения и высоким качеством изображения, которое не требует структурирования одной стороны электродов в электрооптических элементах.

СРЕДСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предоставляется управляемое током устройство отображения, включающее в себя: множество схем пикселя, размещенных на соответствующих пересечениях множества строк развертки и множества строк данных; схему вывода сигнала развертки, которая выбирает схемы пикселя для записи, используя строки развертки; и схему вывода сигнала отображения, которая предоставляет строкам данных потенциалы в соответствии с данными отображения, где каждая из схем пикселя включает в себя: приводной элемент, предусмотренный на дорожке, соединяющей первое соединение со вторым соединением, имеющий управляющий вывод, первый вывод и второй вывод, и управляющий током, текущим по дорожке; электрооптический элемент, предусмотренный последовательно с приводным элементом на дорожке, подключаемый к первому выводу приводного элемента и излучающий свет с яркостью в соответствии с током, текущим по дорожке; первый переключающий элемент, предусмотренный между первым выводом приводного элемента и строкой данных; второй переключающий элемент, предусмотренный между управляющим выводом и вторым выводом приводного элемента; третий переключающий элемент, предусмотренный между вторым выводом приводного элемента и первым соединением; и конденсатор, предусмотренный между управляющим выводом приводного элемента и третьим соединением, где схема вывода сигнала отображения предоставляет строке данных потенциал, при котором напряжение, поданное на электрооптический элемент, меньше либо равно пороговому напряжению свечения, а схема вывода сигнала развертки изменяет потенциал третьих соединений в двух уровнях.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, в первом аспекте настоящего изобретения каждая из схем пикселя дополнительно включает в себя четвертый переключающий элемент, предусмотренный между управляющим выводом приводного элемента и четвертым соединением.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, во втором аспекте настоящего изобретения управляющий вывод четвертого переключающего элемента подключается к четвертому соединению.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, во втором аспекте настоящего изобретения для четвертого соединения предоставляется потенциал, который переводит приводной элемент в проводящее состояние.

В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения, в первом аспекте настоящего изобретения, когда выполняется запись в схему пикселя, первый и второй переключающие элементы регулируются до проводящего состояния, а третий переключающий элемент регулируется до непроводящего состояния.

В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения, в первом аспекте настоящего изобретения схема вывода сигнала развертки имеет функцию настройки момента времени, в который меняется потенциал третьих соединений.

В соответствии с седьмым аспектом настоящего изобретения, в первом аспекте настоящего изобретения схема вывода сигнала развертки имеет функцию настройки момента времени, в который меняется потенциал, предусмотренный управляющему выводу третьего переключающего элемента.

В соответствии с восьмым аспектом настоящего изобретения, в первом аспекте настоящего изобретения электрооптический элемент состоит из органического электролюминесцентного элемента.

В соответствии с девятым аспектом настоящего изобретения предоставляется схема пикселя, множество которых размещается на управляемом током устройстве отображения в соответствующих пересечениях множества строк развертки и множества строк данных, причем схема пикселя включает в себя: приводной элемент, предусмотренный на дорожке, соединяющей первое соединение со вторым соединением, имеющий управляющий вывод, первый вывод и второй вывод, и управляющий током, текущим по дорожке; электрооптический элемент, предусмотренный последовательно с приводным элементом на дорожке, подключаемый к первому выводу приводного элемента и излучающий свет с яркостью в соответствии с током, текущим по дорожке; первый переключающий элемент, предусмотренный между первым выводом приводного элемента и строкой данных; второй переключающий элемент, предусмотренный между управляющим выводом и вторым выводом приводного элемента; третий переключающий элемент, предусмотренный между вторым выводом приводного элемента и первым соединением; конденсатор, предусмотренный между управляющим выводом приводного элемента и третьим соединением; и четвертый переключающий элемент, предусмотренный между управляющим выводом приводного элемента и четвертым соединением.

В соответствии с десятым аспектом настоящего изобретения, в девятом аспекте настоящего изобретения управляющий вывод четвертого переключающего элемента подключается к четвертому соединению.

В соответствии с одиннадцатым аспектом настоящего изобретения предоставляется способ приведения в действие схемы пикселя, множество которых размещается на управляемом током устройстве отображения в соответствующих пересечениях множества строк развертки и множества строк данных, причем способ включает в себя этапы: когда схема пикселя включает в себя: приводной элемент, предусмотренный на дорожке, соединяющей первое соединение со вторым соединением, имеющий управляющий вывод, первый вывод и второй вывод, и управляющий током, текущим по дорожке; электрооптический элемент, предусмотренный последовательно с приводным элементом на дорожке, подключаемый к первому выводу приводного элемента и излучающий свет с яркостью в соответствии с током, текущим по дорожке; первый переключающий элемент, предусмотренный между первым выводом приводного элемента и строкой данных; второй переключающий элемент, предусмотренный между управляющим выводом и вторым выводом приводного элемента; третий переключающий элемент, предусмотренный между вторым выводом приводного элемента и первым соединением; и конденсатор, предусмотренный между управляющим выводом приводного элемента и третьим соединением, регулирования первого и второго переключающих элементов до проводящего состояния и третьего переключающего элемента до непроводящего состояния, и предоставления строке данных потенциала, который меняется в соответствии с данными отображения и при котором напряжение, поданное на электрооптический элемент, меньше либо равно пороговому напряжению свечения; изменения потенциала третьего соединения в двух уровнях; и регулирования первого и второго переключающих элементов до непроводящего состояния и третьего переключающего элемента до проводящего состояния.

В соответствии с двенадцатым аспектом настоящего изобретения, в одиннадцатом аспекте настоящего изобретения способ приведения в действие схемы пикселя дополнительно включает в себя этап: когда схема пикселя дополнительно включает в себя четвертый переключающий элемент, предусмотренный между управляющим выводом приводного элемента и четвертым соединением, регулирования четвертого переключающего элемента до проводящего состояния, пока первый и второй переключающие элементы находятся в проводящем состоянии, а третий переключающий элемент находится в непроводящем состоянии, при этом четвертому соединению предоставляется потенциал, который переводит приводной элемент в проводящее состояние.

РЕЗУЛЬТАТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, поскольку строке данных предоставляется потенциал, при котором напряжение, поданное на электрооптический элемент, меньше либо равно пороговому напряжению свечения, то электрооптический элемент не излучает свет только при записи потенциала строки данных в схему пикселя, но после того, как меняется потенциал третьего соединения, электрооптический элемент излучает свет. К тому же с помощью регулирования второго переключающего элемента до проводящего состояния и третьего переключающего элемента до непроводящего состояния пороговое напряжение может подаваться между управляющим выводом и первым выводом приводного элемента. После этого путем изменения потенциала третьего соединения электрооптический элемент может излучать свет с нужной яркостью, независимо от порогового напряжения приводного элемента. По существу, пока компенсируются колебания порогового напряжения в приводном элементе, когда потенциал в соответствии с данными отображения записывается в схему пикселя, электрооптический элемент может быть переведен в неизлучающее свет состояние при неизменном потенциале второго соединения. Поэтому, даже если запись выполняется в определенную схему пикселя, электрооптические элементы в других схемах пикселя продолжают излучать свет. Таким образом, по сравнению со случаем, в котором несмотря на то, что запись выполняется в определенную схему пикселя, электрооптические элементы в других схемах пикселя не излучают свет, продолжительность включения свечения больше, и качество изображения также выше. К тому же, поскольку потенциал второго соединения не нужно регулировать дробно, отсутствует необходимость структурировать электроды в электрооптических элементах (электроды на стороне второго соединения) и соответственно стоимость устройства отображения снижается. К тому же можно без труда сформировать схему вывода сигнала развертки, которая изменяет потенциал третьего соединения в двух уровнях. Соответственно, можно получить недорогое устройство отображения с большой продолжительностью включения свечения и высоким качеством изображения, которое не требует структурирования одной стороны электродов в электрооптических элементах.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, с помощью приложения подходящего потенциала к четвертому соединению и регулирования четвертого переключающего элемента до проводящего состояния, пороговое напряжение может подаваться между управляющим выводом и первым выводом приводного элемента без приложения потенциала первого соединения к управляющему выводу приводного элемента. В результате этого может снижаться энергопотребление устройства отображения.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, с помощью подключения управляющего вывода четвертого переключающего элемента к тому же соединению, что и другой его вывод, количество соединений уменьшается на одно, и светосила и выход устройства отображения могут увеличиваться.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, путем предоставления четвертому соединению потенциала, который переводит приводной элемент в проводящее состояние, можно сократить время, необходимое для подачи порогового напряжения между управляющим выводом и первым выводом приводного элемента. В результате этого можно сконфигурировать устройство отображения с высоким разрешением.

В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения, с помощью регулирования второго переключающего элемента до проводящего состояния и третьего переключающего элемента до непроводящего состояния пороговое напряжение может подаваться между управляющим выводом и первым выводом приводного элемента. После этого, в результате предоставления третьему соединению потенциала, который переводит приводной элемент в проводящее состояние, электрооптический элемент может излучать свет с нужной яркостью, независимо от порогового напряжения приводного элемента.

В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения, с помощью схемы вывода сигнала развертки, настраивающей момент времени, в который меняется потенциал третьего соединения, настраивается продолжительность включения свечения, и можно устранить размытость движущегося изображения, которая является недостатком устройств отображения, выполняющих удерживающее отображение.

В соответствии с седьмым аспектом настоящего изобретения, с помощью схемы вывода сигнала развертки, настраивающей момент времени, в который меняется потенциал, предусмотренный управляющему выводу третьего переключающего элемента, настраивается продолжительность включения свечения, и можно устранить размытость движущегося изображения, которая является недостатком устройств отображения, выполняющих удерживающее отображение.

В соответствии с восьмым аспектом настоящего изобретения можно сконфигурировать недорогой органический электролюминесцентный дисплей с большой продолжительностью включения свечения и высоким качеством изображения, который не требует структурирования катодов в органических электролюминесцентных элементах.

В соответствии с аспектами настоящего изобретения с девятого по десятый формируются схемы пикселя, включенные в устройства отображения в соответствии с аспектами настоящего изобретения с первого по третий. С помощью использования схем пикселя можно получить недорогое устройство отображения с большой продолжительностью включения свечения и высоким качеством изображения, которое не требует структурирования одной стороны электродов в электрооптических элементах.

В соответствии с одиннадцатым аспектом настоящего изобретения, по тем же причинам, что и в первом аспекте настоящего изобретения, в недорогом устройстве отображения, в котором не выполняется структурирование одной стороны электродов в электрооптических элементах, также можно увеличить продолжительность включения свечения и можно повысить качество изображения.

В соответствии с двенадцатым аспектом настоящего изобретения, с помощью предоставления четвертому соединению потенциала, который переводит приводной элемент в проводящее состояние, и регулирования четвертого переключающего элемента до проводящего состояния пороговое напряжение может подаваться между управляющим выводом и первым выводом приводного элемента за короткое время, без приложения потенциала первого соединения к управляющему выводу приводного элемента. В результате этого можно снизить энергопотребление устройства отображения, и можно сконфигурировать устройство отображения с высоким разрешением.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - блок-схема, показывающая конфигурацию устройств отображения в соответствии с первым и вторым вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - принципиальная схема схемы пикселя, включенной в устройство отображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 - временная диаграмма схемы пикселя, показанной на фиг.2.

Фиг.4 - принципиальная схема инвертора.

Фиг.5 - принципиальная схема схемы пикселя, включенной в устройство отображения в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 - временная диаграмма схемы пикселя, показанной на фиг.5.

Фиг.7 - принципиальная схема схемы пикселя, включенной в устройство отображения в соответствии с вариантом настоящего изобретения.

Фиг.8 - принципиальная схема схемы пикселя, включенной в традиционное устройство отображения.

Фиг.9 - временная диаграмма схемы пикселя, показанной на фиг.8.

ОПИСАНИЕ НОМЕРОВ ССЫЛОК

10 УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ

11 СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОТОБРАЖЕНИЕМ

12 СХЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ ЗАТВОРА

13 СХЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ ИСТОКА

21 СДВИГОВЫЙ РЕГИСТР

22 РЕГИСТР

23 СХЕМА-ЗАЩЕЛКА

24 ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

100, 200 и 250 СХЕМА ПИКСЕЛЯ

110 УПРАВЛЯЮЩИЙ TFT

111, 112, 113 и 214 ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИЙ TFT

121 КОНДЕНСАТОР

130 ОРГАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Gi СТРОКА РАЗВЕРТКИ

Ri, Ui и Wi СОЕДИНЕНИЕ УПРАВЛЕНИЯ

Sj СТРОКА ДАННЫХ

Vp и Vref СОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Vcom ОБЩИЙ КАТОД

ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройства отображения в соответствии с первым и вторым вариантами осуществления настоящего изобретения будут описываться ниже со ссылкой на фиг.1-7. Устройства отображения в соответствии с вариантами осуществления включают в себя схемы пикселя, включающие электрооптический элемент, приводной элемент, конденсатор и множество переключающих элементов. Переключающие элементы могут состоять из низкотемпературных поликремневых TFT, кремниевых TFT с непрерывной кристаллической структурой, аморфных кремниевых TFT и т.д. Конфигурации и процессы производства этих TFT известны, и поэтому их описание здесь пропускается. Для электрооптического элемента используется органический электролюминесцентный элемент. Конфигурация органического электролюминесцентного элемента также известна, и поэтому ее описание здесь пропускается.

Фиг.1 - блок-схема, показывающая конфигурацию устройств отображения в соответствии с первым и вторым вариантами осуществления настоящего изобретения. Устройство 10 отображения, показанное на фиг.1, включает в себя множество схем пикселя Aij (i - целое число между 1 и n включительно, а j - целое число между 1 и m включительно), схему 11 управления отображением, схему 12 возбуждения затвора и схему 13 возбуждения истока. В устройстве 10 отображения предоставляется множество строк развертки Gi, размещенных параллельно друг другу, и множество строк данных Sj, размещенных параллельно друг другу для вертикального пересечения строк развертки Gi. Схемы пикселя Aij размещаются в форме матрицы на соответствующих пересечениях строк развертки Gi и строк данных Sj.

В дополнение к ним в устройстве 10 отображения множество соединений управления (Ri, Ui, Wi и т.д.; не показаны) размещаются параллельно строкам развертки Gi. К тому же, хотя и не показано на фиг.1, в области, где размещаются схемы пикселя Aij, размещаются соединение электроснабжения Vp и общий катод Vcom, и в некоторых вариантах осуществления может размещаться соединение электроснабжения Vref. Строки развертки Gi и соединения управления подключаются к схеме 12 возбуждения затвора, а строки данных Sj подключаются к схеме 13 возбуждения истока.

Схема 11 управления отображением выводит сигнал синхронизации OE, пусковой импульс YI и тактовый сигнал YCK в схему 12 возбуждения затвора, и выводит пусковой импульс SP, тактовый сигнал CLK, данные отображения DA и импульс защелки LP в схему 13 возбуждения истока.

Схема 12 возбуждения затвора включает в себя схему сдвигового регистра, схему логических операций и буферы (никакие из них не показаны). Схема сдвигового регистра последовательно передает пусковой импульс YI синхронно с тактовым сигналом YCK. Схема логических операций выполняет логическую операцию между импульсом, выведенным из каждого разряда [каскада] схемы сдвигового регистра, и сигналом синхронизации OE. Результаты схемы логических операций предоставляются в соответствующие строки развертки Gi и соединения управления через буферы. По существу, схема 12 возбуждения затвора функционирует в качестве схемы вывода сигнала развертки, которая выбирает схемы пикселя для записи с использованием строк развертки Gi.

Схема 13 возбуждения истока включает в себя m-разрядный сдвиговый регистр 21, регистр 22, схему-защелку 23 и m цифроаналоговых преобразователей 24. Сдвиговый регистр 21 включает в себя m одноразрядных регистров с последовательным включением. Сдвиговый регистр 21 последовательно передает пусковой импульс SP синхронно с тактовым сигналом CLK и выводит синхроимпульсы DLP из регистров соответствующих каскадов. Данные отображения DA поступают в регистр 22 в соответствии с выходной синхронизацией синхроимпульсов DLP. Регистр 22 сохраняет данные отображения DA в соответствии с синхроимпульсами DLP. Когда данные отображения DA, соответствующие одной строке, сохраняются в регистре 22, схема 11 управления отображением выводит импульс защелки LP в схему-защелку 23. Когда схема-защелка 23 принимает импульс защелки LP, схема-защелка 23 удерживает данные отображения, сохраненные в регистре 22. Цифроаналоговые преобразователи 24 предоставляются соответствующим строкам данных Sj на однозначной основе. Цифроаналоговые преобразователи 24 преобразуют данные отображения, удерживаемые в схеме-защелке 23, в напряжения аналогового сигнала и предоставляют напряжения аналогового сигнала соответствующим строкам данных Sj. По существу, схема 13 возбуждения истока функционирует в качестве схемы вывода сигнала отображения, которая предоставляет потенциалы строкам данных Sj в соответствии с данными отображения.

Отметим, что хотя схема 13 возбуждения истока выполняет здесь построчную развертку, где потенциалы в соответствии с данными отображения, соответствующими одной строке, поступают одновременно в схемы пикселя, подключенные к одной строке развертки, вместо этого может выполняться точечная развертка, где потенциал в соответствии с данными отображения поступает в каждую схему пикселя по очереди. Конфигурация схемы возбуждения истока, которая выполняет точечную развертку, известна, и поэтому ее описание здесь пропускается.

Схемы пикселя Aij, включенные в устройство отображения в соответствии с каждым из вариантов осуществления, будут подробно описываться ниже. Управляющий TFT, переключающие TFT и органический электролюминесцентный элемент, включенные в каждую схему пикселя Aij, функционируют в качестве приводного элемента, переключающих элементов и электрооптического элемента соответственно. Соединение электроснабжения Vp соответствует первому соединению, а общий катод Vcom соответствует второму соединению.

Первый вариант осуществления

Фиг.2 - принципиальная схема схемы пикселя, включенной в устройство отображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Схема 100 пикселя, показанная на фиг.2, включает в себя управляющий TFT 110, переключающие TFT 111-113, конденсатор 121 и органический электролюминесцентный элемент 130. Все TFT, включенные в схему 100 пикселя, принадлежат к n-канальному типу.

Схема 100 пикселя подключается к соединению электроснабжения Vp, общему катоду Vcom, строке развертки Gi, соединениям управления Ri и Ui и строке данных Sj. Из них к соединению электроснабжения Vp и общему катоду Vcom применяются постоянные потенциалы VDD и VSS соответственно (отметим, что VDD > VSS). Общий катод Vcom является катодом, общим для всех органических электролюминесцентных элементов 130 в устройстве отображения.

Выводы управляющего TFT 110, обозначенные как G, S и D на фиг.2, называются выводом затвора, выводом истока и выводом стока соответственно. Вообще, в TFT n-канального типа из двух токовых вводов и выводов один с меньшим поданным напряжением называется выводом истока, а другой с большим поданным напряжением называется выводом стока. В TFT p-канального типа из двух токовых вводов и выводов один с меньшим поданным напряжением называется выводом стока, а другой с большим поданным напряжением называется выводом истока. Однако поскольку изменение названий выводов в соответствии с соотношением величины напряжения усложняет описание, то даже когда соотношение величины напряжения изменяется на противоположное и соответственно два токовых ввода и вывода следует называть переставленными названиями, два вывода для удобства называются показанными называниями. Хотя в настоящем варианте осуществления для всех TFT используется n-канальный тип, для переключающих TFT может использоваться p-канальный тип. В этом случае потенциал низкого уровня соответствует проводящему состоянию, а потенциал высокого уровня соответствует непроводящему состоянию, и потенциал для проводящего состояния и потенциал для непроводящего состояния противоположны таковым для случая, в котором для переключающих TFT используется n-канальный тип. Вышеописанные моменты также применяются ко второму варианту осуществления.

В схеме 100 пикселя переключающий TFT 113, управляющий TFT 110 и органический электролюминесцентный элемент 130 предусмотрены последовательно на дорожке, соединяющей соединение электроснабжения Vp с общим катодом Vcom, в порядке от стороны соединения электроснабжения Vp. Переключающий TFT 111 предусмотрен между выводом истока управляющего TFT 110 и строкой данных Sj. Переключающий TFT 112 предусмотрен между выводом затвора и выводом стока управляющего TFT 110. Конденсатор 121 предусмотрен между выводом затвора управляющего TFT 110 и соединением управления Ui. Выводы затворов соответствующих переключающих TFT 111 и 112 подключаются к строке развертки Gi, а вывод затвора переключающего TFT 113 подключается к соединению управления Ri. Работа схемы 100 пикселя управляется схемой 12 возбуждения затвора и схемой 13 возбуждения истока, которые работают на основе сигналов, поступающих в них из схемы 11 управления отображением.

Фиг.3 - временная диаграмма схемы 100 пикселя. Фиг.3 показывает изменения потенциалов строки развертки Gi, соединений управления Ri и Ui и строки данных Sj. Отметим, что причина того, что в нижеследующем описании органический электролюминесцентный элемент 130 регулируется до непроводящего свет состояния во время периода, в котором напряжение строки развертки Gi находится на высоком уровне, состоит в том, что если органический электролюминесцентный элемент 130 излучает свет во время этого периода, то яркость при выполнении отображения черного увеличивается соответственно, что уменьшает контраст экрана.

До момента t1 потенциал строки развертки Gi регулируется до низкого уровня, потенциал соединения управления Ri регулируется до высокого уровня, а потенциал соединения управления Ui регулируется до относительно высокого потенциала V1. Поэтому переключающие TFT 111 и 112 находятся в непроводящем состоянии, а переключающий TFT 113 находится в проводящем состоянии. В то же время, поскольку управляющий TFT 110 находится в проводящем состоянии, ток течет в органический электролюминесцентный элемент 130 из соединения электроснабжения Vp через переключающий TFT 113 и управляющий TFT 110, и органический электролюминесцентный элемент 130 излучает свет с заранее установленной яркостью.

Затем в момент t1 потенциал строки развертки Gi переходит на высокий уровень, и новый потенциал условного нуля Vda подается на строку данных Sj. Поэтому переключающие TFT 111 и 112 переводятся в проводящее состояние, и соответственно потенциал условного нуля Vda подается на вывод истока управляющего TFT 110 от строки данных Sj через переключающий TFT 111.

Отметим, что поданный в этот момент потенциал условного нуля Vda определяется из условия, что органический электролюминесцентный элемент 130 переводится в неизлучающее свет состояние. В частности, когда потенциал общего катода Vcom равен VSS, а пороговое напряжение свечения у органического электролюминесцентного элемента 130 равно Vth_oled, потенциал условного нуля Vda определяется из условия, чтобы разность между потенциалом условного нуля Vda и потенциалом VSS была меньше либо равна пороговому напряжению свечения Vth_oled. Это изображается следующим уравнением (1):

Vth_oled≥Vda-VSS … (1).

К тому же, поскольку переключающий TFT 112 находится в проводящем состоянии, затвор и сток управляющего TFT 110 замкнуты накоротко, и соответственно потенциал VDD подается на вывод затвора и вывод стока управляющего TFT 110 из соединения электроснабжения Vp. Поэтому напряжение Vgs между затвором и истоком управляющего TFT 110 равно показанному на следующем уравнении (2):

Vgs=VDD-Vda … (2).

Затем в момент t2 потенциал соединения управления Ui переходит на относительно низкий потенциал V2. Затем в момент t3 потенциал соединения управления Ri переходит на низкий уровень. Отсюда переключающий TFT 113 переводится в непроводящее состояние, и соответственно ток течет к выводу истока управляющего TFT 110 от вывода затвора (и вывода стока, замкнутого накоротко к нему) управляющего TFT 110, и потенциал затвора управляющего TFT 110 постепенно падает. Когда напряжение между затвором и истоком управляющего TFT 110 становится равным пороговому напряжению Vth управляющего TFT 110 (то есть когда потенциал затвора достигает (Vda+Vth)), управляющий TFT 110 переводится в непроводящее состояние, и соответственно потенциал затвора управляющего TFT 110 после этого не падает. В этот момент времени управляющий TFT 110 переводится в состояние, в котором пороговое напряжение Vth подается между затвором и истоком, независимо от порогового напряжения Vth. К тому же разность потенциалов между электродами конденсатора 121 достигает (Vda+Vth-V2). После этого конденсатор 121 удерживает эту разность потенциалов.

Затем в момент t4 потенциал строки развертки Gi переходит на низкий уровень. Поэтому переключающие TFT 111 и 112 переводятся в непроводящее состояние. Затем в момент t5 потенциал соединения управления Ui переходит с V2 на V1. Поскольку соединение управления Ui и вывод затвора управляющего TFT 110 подключаются друг к другу через конденсатор 121, то когда изменяется потенциал соединения управления Ui, потенциал затвора управляющего TFT 110 меняется на ту же величину (V1-V2). Таким образом, потенциал затвора Vg управляющего TFT 110 равен показанному на следующем уравнении (3):

Vg=Vda+Vth+V1-V2 … (3).

В конечном счете, в момент t6 потенциал соединения управления Ri переходит на высокий уровень. Поэтому переключающий TFT 113 переводится в проводящее состояние, и соответственно потенциал VDD подается на вывод стока управляющего TFT 110 из соединения электроснабжения Vp. К тому же, поскольку конденсатор 121 поддерживает разность потенциалов (Vda+Vth-V2), потенциал затвора управляющего TFT 110 остается равным (Vda+Vth+V1-V2) даже после момента t6. Поэтому ток в соответствии с напряжением (Vda+V1-V2), которое получается путем вычитания порогового напряжения Vth управляющего TFT 110 из потенциала затвора (Vda+Vth+V1-V2) управляющего TFT 110, течет в общий катод Vcom из соединения электроснабжения Vp, и органический электролюминесцентный элемент 130 излучает свет с яркостью в соответствии с током.

Поэтому потенциал условного нуля Vda, поданный на строку данных Sj во время периода (с момента t1 до момента t4), в течение которого потенциал строки развертки Gi находится на высоком уровне, устанавливается в потенциал, который получается путем вычитания амплитуды потенциала у соединения управления Ui (V1-V2) из потенциала условного нуля Vda', который должен изначально подаваться, чтобы позволить органическому электролюминесцентному элементу 130 излучать свет с нужной яркостью. Это изображается следующим уравнением (4):

Vda=Vda'-(V1-V2) … (4).

В результате применения потенциала условного нуля Vda, определенного уравнением (4), к строке данных Sj и изменения потенциала соединения управления Ui на (V1-V2) органический электролюминесцентный элемент 130 может излучать свет с нужной яркостью, наряду с компенсацией колебаний порогового напряжения Vth в управляющем TFT 110.

Как показано на фиг.3, схема 12 возбуждения затвора меняет потенциал соединения управления Ui в двух уровнях (V1 и V2). Поэтому схема инвертора, показанная на фиг.4, предоставляется на последнем каскаде схемы 12 возбуждения затвора в качестве буферной схемы. Схема инвертора, показанная на фиг.4, меняет потенциал соединения управления Ui в двух уровнях в соответствии с входным сигналом IN.

Чтобы изменять потенциал соединения управления Ui в трех или более уровнях, необходима более сложная схема, чем на фиг.4, увеличивающая площадь схемы возбуждения. Из-за этого, когда схема возбуждения формируется на стеклянной подложке, существуют проблемы увеличения в размере внешнего кадра и сокращения выхода, а когда схема возбуждения включается в ИС, существуют проблемы увеличения в стоимости и сокращения выхода, которые вызваны увеличением площади микросхемы, и увеличения энергопотребления, вызванного сложностью схемы. Устройство отображения в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя схему 12 возбуждения затвора, которая меняет потенциал соединения управления Ui в двух уровнях. Такая схема возбуждения затвора может быть легко построена.

Как описано выше, устройство отображения в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя множество схем 100 пикселя, схему 12 возбуждения затвора и схему 13 возбуждения истока. Каждая схема 100 пикселя включает в себя управляющий TFT 110, переключающие TFT 111-113, конденсатор 121 и органический электролюминесцентный элемент 130. Схема 13 возбуждения истока предоставляет строке данных Sj потенциал, при котором напряжение, поданное на органический электролюминесцентный элемент 130, меньше либо равно пороговому напряжению свечения Vth_oled. Схема 12 возбуждения затвора меняет потенциал соединения управления Ui в двух уровнях (V1 и V2).

По существу, поскольку каждой строке данных Sj предоставляется потенциал, при котором напряжение, поданное на органический электролюминесцентный элемент 130, меньше либо равно пороговому напряжению свечения Vth_oled, то органический электролюминесцентный элемент 130 не излучает свет только при записи потенциала строки данных Sj в схему 100 пикселя, но после того, как потенциал соединения управления Ui переходит на V1, органический электролюминесцентный элемент 130 излучает свет. В результате регулирования переключающего TFT 112 до проводящего состояния и регулирования переключающего TFT 113 до непроводящего состояния пороговое напряжение Vth может подаваться между затвором и истоком управляющего TFT 110. В этом состоянии с помощью применения к соединению управления Ui потенциала, который переводит управляющий TFT 110 в проводящее состояние, управляющий TFT 110 может излучать свет с нужной яркостью независимо от порогового напряжения Vth в управляющем TFT 110. По существу, пока компенсируются колебания порогового напряжения Vth в управляющем TFT 110, когда потенциал условного нуля Vda записывается в схему 100 пикселя, органический электролюминесцентный элемент 130 может переводиться в неизлучающее свет состояние при неизменном потенциале общего катода Vcom.

Поэтому, даже если запись выполняется в определенную схему 100 пикселя, органические электрооптические элементы 130 в других схемах 100 пикселя продолжают излучать свет. Таким образом, по сравнению с устройством отображения, в котором несмотря на то, что запись выполняется в определенную схему пикселя, органические электрооптические элементы в других схемах пикселя не излучают свет, продолжительность включения свечения больше и качество изображения также выше. К тому же, поскольку потенциал общего катода Vcom не нужно регулировать дробно, отсутствует необходимость структурировать катоды в органических электрооптических элементах 130, и соответственно стоимость устройства отображения снижается. К тому же можно легко построить схему 12 возбуждения затвора, которая меняет потенциал соединения управления Ui в двух уровнях. Соответственно, можно получить недорогое устройство отображения (органический электролюминесцентный дисплей) с большой продолжительностью включения свечения и высоким качеством изображения, которое не требует структурирования катодов в органических электролюминесцентных элементах 130.

К тому же в результате конфигурирования управляющего TFT 110 и всех переключающих элементов (переключающие TFT 111-113) в схеме 100 пикселя с помощью TFT можно без труда изготовить высокоэффективное устройство отображения. В частности, в результате конфигурирования управляющего TFT 110 и всех переключающих элементов в схеме 100 пикселя с помощью транзисторов n-канального типа все транзисторы производятся по одинаковому процессу с использованием одинаковой маски, обеспечивая возможность снижения стоимости устройства отображения. К тому же, поскольку транзисторы одного канального типа могут размещаться ближе друг к другу, нежели транзисторы разных канальных типов, то на одной и той же площади можно разместить больше транзисторов.

Отметим, что для устройства отображения в соответствии с настоящим вариантом осуществления можно создать различные варианты. Например, хотя в схеме 100 пикселя выводы затворов переключающих TFT 111 и 112 подключаются к одному соединению (строка развертки Gi), выводы затворов переключающих TFT 111 и 112 могут быть подключены к разным соединениям управления, и потенциалы двух соединений управления могут меняться практически в одинаковый момент (первый вариант).

Ток, прошедший в вывод истока управляющего TFT 110 во время периода с момента t1 до момента t4 (период, в течение которого переключающий TFT 111 находится в проводящем состоянии), течет в органический электролюминесцентный элемент 130 и переключающий TFT 111 в соответствии с резистивным компонентом органического электролюминесцентного элемента 130 и резистивным компонентом переключающего TFT 111 в проводящем состоянии. Вообще, чем больше величина тока, протекающего через органический электролюминесцентный элемент, тем короче ресурс органического электролюминесцентного элемента. Поэтому, чтобы препятствовать протеканию тока через органический электролюминесцентный элемент 130, потенциал условного нуля Vda может устанавливаться в потенциал VSS общего катода Vcom или меньше (второй вариант). Это изображается следующим уравнением (5):

Vda ≤ VSS … (5).

Когда используется потенциал условного нуля Vda, который удовлетворяет уравнению (5), анод и катод органического электролюминесцентного элемента 130 достигают одинакового потенциала, либо напряжение обратного смещения подается на органический электролюминесцентный элемент 130. Соответственно, предотвращается протекание тока через органический электролюминесцентный элемент 130 во время периода с момента t1 до момента t4 (период, в течение которого переключающий TFT 111 находится в проводящем состоянии), обеспечивая возможность продлить ресурс органического электролюминесцентного элемента 130.

Хотя на фиг.3 снижается потенциал соединения управления Ui (меняется с V1 на V2) после того, как потенциал строки развертки Gi переходит на высокий уровень, потенциал соединения управления Ui может снижаться до того, как потенциал строки развертки Gi переходит на высокий уровень (третий вариант). В соответствии с этим способом, даже когда имеется большое количество строк развертки Gi и период времени, в течение которого потенциалы строк развертки Gi находятся на высоком уровне, является коротким, можно компенсировать колебания порогового напряжения Vth в управляющем TFT 110. Однако отметим, что когда используется этот способ, напряжение прямого смещения подается на органический электролюминесцентный элемент 130, и соответственно органический электролюминесцентный элемент 130 излучает свет без надобности, что может снизить контраст экрана. Поэтому предпочтительнее, как показано на фиг.3, чтобы потенциал соединения управления Ui снижался после того, как потенциал строки развертки Gi переходит на высокий уровень.

Схеме 12 возбуждения затвора может предоставляться функция настройки момента, в который повышается потенциал соединения управления Ui (момент t5 на фиг.3) (четвертый вариант). С помощью такой настройки момента, в который меняется потенциал соединения управления Ui, настраивается продолжительность периода свечения у органического электролюминесцентного элемента 130, и соответственно можно настроить продолжительность включения свечения у органического электролюминесцентного элемента 130. Поэтому можно устранить размытость движущегося изображения, которая является недостатком устройств отображения, выполняющих удерживающее отображение, например, органических электролюминесцентных дисплеев.

Схеме 12 возбуждения затвора может предоставляться функция настройки момента, в который потенциал соединения управления Ri доводится до высокого уровня (момент t6 на фиг.3) (пятый вариант). С помощью такой настройки момента, в который меняется потенциал соединения управления Ri, настраивается продолжительность периода свечения у органического электролюминесцентного элемента 130, и соответственно можно настроить продолжительность включения свечения у органического электролюминесцентного элемента 130. Соответственно, можно получить такой же результат, который получен с помощью устройства отображения в соответствии с четвертым вариантом.

Второй вариант осуществления

Фиг.5 - принципиальная схема схемы пикселя, включенной в устройство отображения в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Схема 200 пикселя, показанная на фиг. 5, включает в себя управляющий TFT 110, переключающие TFT 111-113 и 214, конденсатор 121 и органический электролюминесцентный элемент 130. Все TFT, включенные в схему 200 пикселя, принадлежат к n-канальному типу. В компонентах в настоящем варианте осуществления такие же компоненты, как и в первом варианте осуществления, обозначаются одинаковыми номерами ссылок, и их описание пропускается.

Схема 200 пикселя получается путем внесения изменений в схему 100 пикселя в соответствии с первым вариантом осуществления, так что добавляются соединение электроснабжения Vref и соединение управления Wi, переключающий TFT 214 предоставляется между соединением электроснабжения Vref и выводом затвора управляющего TFT 110, и вывод затвора переключающего TFT 214 подключается к соединению управления Wi. Постоянный начальный потенциал Vini подается на соединение электроснабжения Vref.

Фиг.6 - временная диаграмма схемы 200 пикселя. Фиг.6 показывает изменения потенциалов строки развертки Gi, соединений управления Ri, Ui и Wi и строки данных Sj. До момента t4 потенциал соединения управления Wi регулируется до низкого уровня. Поэтому переключающий TFT 214 находится в непроводящем состоянии, и схема 200 пикселя работает так же, как и схема 100 пикселя. Однако отметим, что хотя в схеме 100 пикселя пороговое напряжение Vth нужно подавать между затвором и истоком управляющего TFT 110 во время периода с момента t3 до момента t4, схема 200 пикселя не требует такой подачи напряжения.

Затем в момент t4 потенциал соединения управления Wi переходит на высокий уровень. Поэтому переключающий TFT 214 переводится в проводящее состояние, и начальный потенциал Vini подается на вывод затвора и вывод стока управляющего TFT 110 из соединения электроснабжения Vref через переключающий TFT 214. Отметим, что начальный потенциал Vini определяется из условия, чтобы управляющий TFT 110 переводился в проводящее состояние. В частности, начальный потенциал Vini определяется из условия, чтобы во всех схемах 200 пикселя разность между начальным потенциалом Vini и потенциалом истока Vda в управляющем TFT 110 была больше либо равна пороговому напряжению Vth управляющего TFT 110. Это изображается следующим уравнением (6):

Vth≤Vini-(максимальное значение Vda) … (6).

Затем в момент t5 потенциал соединения управления Wi переходит на низкий уровень. Отсюда переключающий TFT 214 переводится в непроводящее состояние, и соответственно ток течет к выводу истока управляющего TFT 110 от вывода затвора (и вывода стока, замкнутого накоротко к нему) управляющего TFT 110, и потенциал затвора управляющего TFT 110 постепенно падает. Когда напряжение между затвором и истоком управляющего TFT 110 становится равным пороговому напряжению Vth управляющего TFT 110, управляющий TFT 110 переводится в непроводящее состояние, и соответственно потенциал затвора управляющего TFT 110 после этого не падает. В этот момент времени управляющий TFT 110 переводится в состояние, в котором пороговое напряжение Vth подается между затвором и истоком, независимо от порогового напряжения Vth. К тому же разность потенциалов между электродами конденсатора 121 достигает (Vda+Vth-V2). После этого конденсатор 121 удерживает эту разность потенциалов. После момента t6 схема 200 пикселя работает таким же образом, как после момента t4 для схемы 100 пикселя.

Как описано выше, схема 200 пикселя включает в себя переключающий TFT 214 между выводом затвора управляющего TFT 110 и соединением электроснабжения Vref, и соединению электроснабжения Vref предоставляется потенциал, который переводит управляющий TFT 110 в проводящее состояние. Поэтому с помощью регулирования переключающего TFT 214 до проводящего состояния пороговое напряжение Vth может подаваться между затвором и истоком управляющего TFT 110 без применения потенциала VDD соединения электроснабжения Vp к выводу затвора управляющего TFT 110. Таким образом, в соответствии с устройством отображения согласно настоящему варианту осуществления энергопотребление может уменьшаться. К тому же в результате предоставления соединению электроснабжения Vref потенциала, который переводит управляющий TFT 110 в проводящее состояние, сокращается время, необходимое для подачи порогового напряжения Vth между затвором и истоком управляющего TFT 110, обеспечивая конфигурацию устройства отображения с высоким разрешением.

Отметим, что для устройств отображения из настоящего изобретения можно создать различные варианты. Например, в устройстве отображения согласно второму варианту осуществления можно создать варианты с первого по пятый, как и в случае с первым вариантом осуществления.

Устройства отображения из настоящего изобретения могут включать в себя схему пикселя, показанную на фиг.7. Схема 250 пикселя, показанная на фиг.7, получается путем внесения изменений в схему 200 пикселя, так что один вывод переключающего TFT 214 подключается к соединению управления Wi, а соединение электроснабжения Vref исключается. Путем такого подключения вывода затвора переключающего TFT 214 к тому же соединению, что и другой его вывод, количество соединений уменьшается на одно, и можно увеличить светосилу и выход устройства отображения.

Хотя в вышеприведенном описании схема пикселя включает в себя органический электролюминесцентный элемент в качестве электрооптического элемента, схема пикселя в качестве электрооптического элемента может включать в себя управляемый током электрооптический элемент, отличный от органического электролюминесцентного элемента, например полупроводниковый LED (светоизлучающий диод) или светоизлучающую часть FED.

В вышеприведенном описании схема пикселя включает в себя TFT в качестве приводного элемента для электрооптического элемента, который является МОП-транзистором (здесь МОП-структура с кремниевым затвором также называется МОП-транзистором), образованным на изолирующей подложке, например стеклянной подложке. Вместо этого схема пикселя может включать в себя, в качестве приводного элемента для электрооптического элемента, любой регулируемый напряжением элемент, чей выходной ток изменяется в соответствии с управляющим напряжением, поданным на токовый управляющий вывод, и который имеет управляющее напряжение (пороговое напряжение), при котором выходной ток равен нулю. Таким образом, для приводного элемента для электрооптического элемента могут использоваться, например, обычные полевые транзисторы с изолированным затвором, включающие МОП-транзисторы, образованные на полупроводниковой подложке, и т.д. Используя полевой транзистор с изолированным затвором в качестве приводного элемента, когда компенсируются колебания порогового напряжения приводного элемента, можно препятствовать протеканию через электрооптический элемент тока, текущего через приводной элемент. С помощью этого не допускается ненужное свечение от электрооптического элемента, при помощи чего можно увеличить контраст экрана и можно остановить износ электрооптического элемента.

Хотя в вышеприведенном описании схема пикселя включает в себя TFT в качестве переключающих элементов, схема пикселя может включать в себя, в качестве переключающих элементов, обычные полевые транзисторы с изолированным затвором, включая МОП-транзисторы, образованные на полупроводниковой подложке, и т.д.

Настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления, и в нем могут быть сделаны различные изменения. Варианты осуществления, полученные путем соответственного объединения технических средств, раскрытых в разных вариантах осуществления, также включаются в технический объем настоящего изобретения.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Устройства отображения из настоящего изобретения обладают эффектами большой продолжительности включения свечения, не требующей структурирования одной стороны электродов в электрооптических элементах, высокого качества изображения и низкой стоимости и соответственно могут использоваться в качестве различных типов устройств отображения, включающих элементы управляемых током дисплеев, например органические электролюминесцентные дисплеи и FED.

Изобретение относится к устройству отображения, а конкретнее к управляемому током устройству отображения. Техническим результатом является увеличение продолжительности включения свечения и повышение качества изображения. Устройство отображения содержит схему пикселя, включающую: приводной элемент, предусмотренный на дорожке, соединяющей первое соединение со вторым соединением, имеющий управляющий вывод, первый вывод и второй вывод и управляющий током, текущим по дорожке; электрооптический элемент, предусмотренный последовательно с приводным элементом на дорожке, подключаемый к первому выводу приводного элемента и излучающий свет с яркостью в соответствии с током, текущим по дорожке; первый переключающий элемент, предусмотренный между первым выводом приводного элемента и строкой данных; второй переключающий элемент, предусмотренный между управляющим выводом и вторым выводом приводного элемента; третий переключающий элемент, предусмотренный между вторым выводом приводного элемента и первым соединением; и конденсатор, предусмотренный между управляющим выводом приводного элемента и третьим соединением. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Управляемое током устройство отображения, содержащее:
множество схем пикселя, размещенных на соответствующих пересечениях множества строк развертки и множества строк данных;
схему вывода сигнала развертки, которая выбирает схемы пикселя для записи, используя строки развертки; и
схему вывода сигнала отображения, которая предоставляет строкам данных потенциалы в соответствии с данными отображения, где
каждая из схем пикселя включает в себя:
приводной элемент, предусмотренный на дорожке, соединяющей первое соединение со вторым соединением, имеющий управляющий вывод, первый вывод и второй вывод и управляющий током, текущим по дорожке;
электрооптический элемент, предусмотренный последовательно с приводным элементом на дорожке, подключаемый к первому выводу приводного элемента и излучающий свет с яркостью в соответствии с током, текущим по дорожке;
первый переключающий элемент, предусмотренный между первым выводом приводного элемента и строкой данных;
второй переключающий элемент, предусмотренный между управляющим выводом и вторым выводом приводного элемента;
третий переключающий элемент, предусмотренный между вторым выводом приводного элемента и первым соединением; и
конденсатор, предусмотренный между управляющим выводом приводного элемента и третьим соединением, при этом
схема вывода сигнала отображения предоставляет строке данных потенциал, при котором напряжение, поданное на электрооптический элемент, меньше либо равно пороговому напряжению свечения, и
схема вывода сигнала развертки меняет потенциал третьих соединений в двух уровнях.

2. Устройство отображения по п.1, в котором каждая из схем пикселя дополнительно включает в себя четвертый переключающий элемент, предусмотренный между управляющим выводом приводного элемента и четвертым соединением.

3. Устройство отображения по п.2, в котором управляющий вывод четвертого переключающего элемента подключается к четвертому соединению.

4. Устройство отображения по п.2, в котором потенциал, который переводит приводной элемент в проводящее состояние, предоставляется четвертому соединению.

5. Устройство отображения по п.1, в котором, когда выполняется запись в схему пикселя, первый и второй переключающие элементы регулируются до проводящего состояния, а третий переключающий элемент регулируется до непроводящего состояния.

6. Устройство отображения по п.1, в котором схема вывода сигнала развертки имеет функцию настройки момента времени, в который меняется потенциал третьих соединений.

7. Устройство отображения по п.1, в котором схема вывода сигнала развертки имеет функцию настройки момента времени, в который меняется потенциал, предусмотренный управляющему выводу третьего переключающего элемента.

8. Устройство отображения по п.1, в котором электрооптический элемент состоит из органического электролюминесцентного элемента.

9. Схема пикселя, множество которых размещается на управляемом током устройстве отображения в соответствующих пересечениях множества строк развертки и множества строк данных, причем схема пикселя содержит:
приводной элемент, предусмотренный на дорожке, соединяющей первое соединение со вторым соединением, имеющий управляющий вывод, первый вывод и второй вывод и управляющий током, текущим по дорожке;
электрооптический элемент, предусмотренный последовательно с приводным элементом на дорожке, подключаемый к первому выводу приводного элемента и излучающий свет с яркостью в соответствии с током, текущим по дорожке;
первый переключающий элемент, предусмотренный между первым выводом приводного элемента и строкой данных;
второй переключающий элемент, предусмотренный между управляющим выводом и вторым выводом приводного элемента;
третий переключающий элемент, предусмотренный между вторым выводом приводного элемента и первым соединением;
конденсатор, предусмотренный между управляющим выводом приводного элемента и третьим соединением; и
четвертый переключающий элемент, предусмотренный между управляющим выводом приводного элемента и четвертым соединением.

10. Схема пикселя по п.9, в которой управляющий вывод четвертого переключающего элемента подключается к четвертому соединению.

11. Способ приведения в действие схемы пикселя, множество которых размещается на управляемом током устройстве отображения в соответствующих пересечениях множества строк развертки и множества строк данных, причем способ содержит этапы, на которых:
когда схема пикселя включает в себя: приводной элемент, предусмотренный на дорожке, соединяющей первое соединение со вторым соединением, имеющий управляющий вывод, первый вывод и второй вывод и управляющий током, текущим по дорожке; электрооптический элемент, предусмотренный последовательно с приводным элементом на дорожке, подключаемый к первому выводу приводного элемента и излучающий свет с яркостью в соответствии с током, текущим по дорожке;
первый переключающий элемент, предусмотренный между первым выводом приводного элемента и строкой данных; второй переключающий элемент, предусмотренный между управляющим выводом и вторым выводом приводного элемента; третий переключающий элемент, предусмотренный между вторым выводом приводного элемента и первым соединением; и конденсатор, предусмотренный между управляющим выводом приводного элемента и третьим соединением,
регулируют первый и второй переключающие элементы до проводящего состояния и третий переключающий элемент до непроводящего состояния и предоставляют строке данных потенциал, который меняется в соответствии с данными отображения и при котором напряжение, поданное на электрооптический элемент, меньше либо равно пороговому напряжению свечения;
изменяют потенциал третьего соединения в двух уровнях и
регулируют первый и второй переключающие элементы до непроводящего состояния и третий переключающий элемент до проводящего состояния.

12. Способ приведения в действие схемы пикселя по п.11, дополнительно содержащий этап, на котором:
когда схема пикселя дополнительно включает в себя четвертый переключающий элемент, предусмотренный между управляющим выводом приводного элемента и четвертым соединением,
регулируют четвертый переключающий элемент до проводящего состояния, пока первый и второй переключающие элементы находятся в проводящем состоянии, а третий переключающий элемент находится в непроводящем состоянии, при этом четвертому соединению предоставляется потенциал, который переводит приводной элемент в проводящее состояние.