CN100541568C - 显示器件的驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种半导体显示器件的驱动方法,其可以抑制驱动电路的驱动频率,同时抑制伪轮廓的产生。而且,本发明的另一目的是提供一种半导体显示器件的驱动方法,其可以抑制图像质量的下降,同时抑制伪轮廓的产生。本发明的一个方式是一种半导体显示器件的驱动方法,其中在一个帧周期中包含作为一组的多个子帧周期,并且在一个帧周期中作为一组的多个子帧周期在某一时点上被颠倒设置。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过时间灰度级法进行显示的显示器件的驱动方法。
背景技术
作为显示器件之一的发光器件的驱动方法,已知一种时间灰度级法,该方法使用数字视频信号的二进制电压控制一个帧周期中的像素的发光周期,以显示灰度级。由于场致发光材料的反应速度通常更快,所以其比液晶等更适合时间灰度级法。具体来说,当通过时间灰度级法进行显示时,一个帧周期被划分为多个子帧周期。接着,每个子帧周期内的像素的发光元件根据视频信号来确定发光或不发光。根据上述结构,一个帧周期中的像素的实际发光周期的总长度可以受视频信号控制,由此可以显示灰度级。
然而,在使用时间灰度级法进行显示的情况下,存在一个问题,即像素部分中可能因帧频而显示伪轮廓。伪轮廓是当通过时间灰度级法显示中间灰度级时经常被看到的不自然的轮廓线,其主要原因被认为是人的视觉特征导致的感觉亮度的变化。
为了防止上述伪轮廓,专利文献1提出了等离子体显示器的驱动方法,该方法使发光状态的子帧周期在一个帧周期内连续地出现。根据该驱动方法,可以防止相邻的帧周期之间在每个帧周期内的发光周期和不发光周期互相颠倒的现象,由此抑制伪轮廓。
[专利文献1]日本专利公开No.2000-231362(5页,段落0023)。
然而,在专利文献1公开的驱动方法中,总灰度级水平和一个帧周期的子帧周期数量彼此相等。因此,当为了增加总灰度级水平而增加子帧周期的数量时,就需要缩短每个子帧周期。然而,通常在每个子帧周期中视频信号需要输入到所有行的像素。因而,在子帧周期太短的情况下,需要增加驱动电路的驱动频率。所以,当考虑驱动电路的可靠性时,不优选使子帧周期过度地短。
注意,可以通过延长帧周期来一定程度地延长每个子帧周期。然而,加长帧周期是不优选的,因为这样不能实现总灰度级水平的剧增,却更多地产生图象闪烁。
在专利文献1中,也描述了执行抖动等图像处理,在不增加子帧周期的数量的情况下以伪方式增加所要显示的总灰度级水平的技术。然而,执行抖动等的图像处理虽可以显示大的总灰度级水平,而显示的图像上好象撤了沙子一样变得粗涩,不可避免导致图像质量的降低。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的是提供一种显示器件的驱动方法,该方法在抑制驱动电路的驱动频率的同时可以抑制伪轮廓的产生。此外,本发明还有一个目的是提供一种能同时抑制图像质量降低和伪轮廓的产生的显示器件及其驱动方法。
鉴于前述问题,本发明的特征在于一种显示器件的驱动方法,其中在某一时点上将一组子帧周期颠倒设置。
本发明的具体的一个方式是一种显示器件的驱动方法,其中在一个帧周期中包含作为一组的多个子帧周期,并且该作为一组的多个子帧周期在某一时点上被颠倒设置。
此外,本发明的另一个方式是一种显示器件的驱动方法,其中在一个帧周期中包含作为一组的多个子帧周期,并且在一个帧周期中前述作为一组的多个子帧周期在某一时点上被颠倒设置。
此外,在本发明中,多个子帧周期的长度成为20∶21∶22……∶2n(其中n为自然数)。或者,本发明的多个子帧周期的长度根据由共享比率Rsh取得的子帧比率RSF来决定。
另外,具备以有机发光元件(OLED)为代表的发光元件的发光器件、液晶显示器件、DMD(数字微镜器件)、PDP(等离子体显示板)、FED(场致发射显示器)以及其他能够通过时间灰度级法进行显示的显示器件都在本发明的显示器件的范畴内。当这些显示器件使用时间灰度级法时,可以适用本发明的驱动方法。注意,发光器件指的是发光元件被密封的面板,以及在该面板上安装包含控制器的IC等的模抉。
利用上述本发明的驱动方法,可以减少伪轮廓的产生。而且,通过将帧频设定为60Hz或更高,优选为90Hz或更高,还可以减少图象闪烁的产生。
[附图说明]
图1A和图1B是表示本发明的定时图。
图2A和图2B是表示本发明的定时图。
图3A到图3D是将本发明与传统例对比的图。
图4A和图4B是表示本发明的发光器件的图。
图5A到图5C是表示本发明的发光器件中的像素的等效电路图。
图6A到图6C是表示本发明的发光器件的截面图。
图7A到图7C是表示本发明的发光器件的截面图。
图8是表示本发明的发光器件的截面图。
图9A和图9B是表示本发明的发光器件的俯视图和截面图。
图10A到图10C是表示本发明的电子器件的图。
图11A到图11E是表示本发明的具体定时图。
图12A到图12F是表示本发明的具体定时图。
图13A到图13F是表示本发明的具体定时图。
实施方式
以下对于本发明的实施方式根据参考附图进行说明。然而,本发明可以使用各种样式来实施,除非背离本发明的趣旨以及范围,否则可以改变其方式以及详细,这是对于同行的技术人员来说是显而易见的。因此,本发明不是局限于本实施方式所记述内容而被解释的。注意,在说明实施方式的全部附图中,相同的部分以及具有同样机能的部分以相同的参考标号标注,并省略重复说明。
实施方式1
本实施方式将说明本发明的定时图,其中在一个帧周期的某一时点上将子帧周期设置为对称。
如图1A所示,将一个帧周期划分为子帧周期SF1-SF6,并且SF1和SF6、SF2和SF5以及SF3和SF4的子帧周期分别设定为相同的长度。也就是说,在SF3和SF4之间(箭头所示部分),颠倒一组子帧周期(SF1-SF3)。在本实施方式中,箭头所示部分可以称为帧周期的半期。换言之,在一组子帧周期(SF1-SF3)的终端将一组子帧周期颠倒。
图1B表示在图1A所示的定时图中提供反向电压施加周期(DS)的定时图。其他结构因与图1A中的结构相同,在此就省略对此的说明。如上所述,在反向电压施加周期中,通过给发光元件施加电压,可以改善退化情况并且提高可靠性。另外,发光元件有可能发生由异物粘附、阳极或阴极的微小突出物造成的针孔、或者场致发光层的不均匀而导致的阳极和阴极之间短路的初始缺陷。通过施加反向电压,能够消除这种初始缺陷而进行良好的图像显示。注意,这种短路部分的绝缘化优选在发货之前进行。
注意,在本实施方式中,反向电压施加周期的设置位置不限于图1B。例如,可以在每个SF1-SF6的前面或后面设置。另外,在施加反向电压的情况下,不一定必须在每一个帧周期中提供一个反向电压施加周期。
如上所述,本实施方式的特征在于,在一个帧周期中的某一时点上颠倒一组子帧周期。由此,可以抑制产生伪轮廓。
注意,在本实施方式中,一组子帧周期所具有的子帧周期数量或长度不局限于图1。并且,被进行颠倒的某一时点数量也不局限于图1所示的一个时点,还可以设置多个时点。
图3A和3B表示利用传统的子帧周期的显示和利用本发明的子帧周期的显示,并双方相比。首先,图3A和3B分别表示显示在每个帧中移动的传统例子以及本发明的例子,其中有花纹的部分表示黑色显示,没有花纹的部分表示发光状态。在图3A和3B中,其横坐标表示像素部分的行方向或列方向,纵坐标表示时间。一个帧周期包含四个子帧周期(SF1-SF4),在图3A中SF1与SF3以及SF2与SF4分别具有相同的发光状态。由于在本发明的一个帧周期中,前半和后半之间颠倒子帧周期,因而成为如图3B所示的显示,SF1与SF4以及SF2与SF3分别具有相同的发光状态。
在图3A中沿着箭头方向看下去,由于黑色显示部分较多,所以看到了本来应该没有的黑色轮廓线,也就是动态显示伪轮廓。另一方面,在图3B中沿着箭头方向看下去,可以得知黑色显示部分和白色显示部分相同。也就是说,在图3B中,黑色显示部分和白色显示部分互相消除,从而能够防止动态显示伪轮廓。
另外,图3C和3D分别显示具有与图3A和3B相反的发光定时的传统例子以及本发明的例子。
在图3C中沿着箭头方向看下去,由于白色显示部分较多,所以看到本来应该没有的白色轮廓线,也就是动态显示伪轮廓。另一方面,在图3D中沿着箭头方向看下去,可以得知白色显示部分和黑色显示部分相同。也就是说,在图3D中,白色显示部分和黑色显示部分互相消除,从而能够防止动态显示伪轮廓。
另外,为了防止产生伪轮廓,优选提高帧频。而且,也为了防止产生图象闪烁,在本实施方式中将帧频设定为60Hz或更高,优选为90Hz或更高。
此外,在本实施方式中,子帧周期的发光周期越长,越优选在一组子帧周期的中心附近也就是帧周期的半期决定定时。例如,在一组子帧周期包括SF1-SF5,并且SF1是最长的发光周期,其他子帧周期按SF2-SF5的顺序短下去的情况下,子帧周期的顺序优选为SF4、SF2、SF1、SF3、SF5,或与此相反为SF5、SF3、SF1、SF2、SF4。这是因为,通过将一组子帧周期的颠倒部分(以下文中称为发光重心)设定在该帧周期的中心附近,即半期,而能够减少与颠倒一组子帧周期时的发光重心的偏离。其结果是,可以进一步减少产生图象闪烁。
实施方式2
本实施方式描述与前述实施方式不同的定时图。
如图2A所示,将一个帧周期划分为子帧周期SF1-SF9,并且SF1和SF6和SF7、SF2和SF5和SF8、以及SF3和SF4和SF9的各个子帧周期分别设定为相同的长度。也就是说,在SF3和SF4之间(箭头所示部分)以及SF6和SF7之间(箭头所示部分),分别颠倒紧接于其之前的一组子帧周期(SF1-SF3)。换言之,在一组子帧周期(SF1-SF3)的终端颠倒紧接于其之前的该一组子帧周期。
图2B表示在图2A所示的定时图中提供反向电压施加周期(DS)的定时图。其他结构与图2A所示结构相同,因此,在此省略对此的说明。如上所述,在反向电压施加周期中,通过给发光元件施加电压,可以改善退化情况并且提高可靠性。另外,发光元件有可能发生由异物粘附、阳极或阴极的微小突出物造成的针孔、或者场致发光层的不均匀而导致的阳极和阴极之间短路的初始缺陷。通过施加反向电压,能够消除这种初始缺陷而进行良好的图像显示。注意,这种短路部分的绝缘化优选在发货之前进行。
注意,在本实施方式中,反向电压施加周期的设置位置不限于图2B。例如,可以在每个SF1-SF9的前面或后面设置。另外,在施加反向电压的情况下,不一定必须在每一个帧周期中提供一个反向电压施加周期。
如上所述,本实施方式的特征在于,在一个帧周期之间的多个某一时点上颠倒紧接在该某一时点之前的一组子帧周期。由此,可以防止产生伪轮廓。
注意,在本实施方式中,一组子帧周期所具有的子帧周期数量或长度不限于图2。并且,进行颠倒的某一时点数量也不局限于图2。
另外,为了防止产生伪轮廓优选提高帧频,所以在本实施方式中将帧频设定为60Hz或更高,优选为90Hz或更高。
此外,在本实施方式中,子帧周期的发光周期越长,越优选在一组子帧周期的中心附近也就是帧周期的半期决定定时。例如,在一组子帧周期包括SF1-SF5,并且SF1是最长的发光周期,其他子帧周期按SF2-SF5的顺序短下去的情况下,子帧周期的顺序优选为SF4、SF2、SF1、SF3、SF5,或与此相反为SF5、SF3、SF1、SF2、SF4。这是因为,通过将一组子帧周期的发光重心设定在该帧周期的中心附近,即半期,能够减少与颠倒一组子帧周期时的发光重心的偏离。其结果是,可以进一步减少产生图象闪烁。
实施方式3
在本实施方式中将描述作为显示器件的一个例子的发光器件的具体结构。图4是本发明的发光器件的示范性结构的方框图。图4A所示的发光器件包括面板101、控制器102、和表格103。面板101包括在每个像素中具有发光元件的像素部分104、信号线驱动电路105、和扫描线驱动电路106。
表格103在硬件上由存储器(例如ROM和RAM)构成,设置对应于像素的多个表格。此外,存储器存着对应于每个表格的像素配置的数据等。该存储器存着这样的数据,该数据用于根据子帧比率RSF确定包含在一个帧周期中的多个子帧周期的数量和长度,以及在每个灰度级水平该多个子帧周期中用于发光的子帧周期。按照由帧频确定的共享比率Rsh来计算子帧比率RSF。
控制器102能够按照表格103中存储的数据、根据输入视频信号的灰度级水平来确定发光的子帧周期并输出。另外,控制器102具有帧存储器,并能够根据存储在表格103中的多个子帧周期的每个长度、信号线驱动电路105或扫描线驱动电路106等的驱动频率来产生各种控制信号,例如时钟信号和起始脉冲信号等。
应当注意,虽然在图4A中示出了视频信号的转化和控制信号的产生均由控制器102执行的例子,然而,本发明不局限于该结构。可以在发光器件中分别提供用于转换视频信号的控制器和用于产生控制信号的控制器。
图4B表示图4A所示面板101的更具体的示范性结构。
在图4B中,信号线驱动电路105包含移位寄存器110、锁存器A 111、和锁存器B 112。各种控制信号如时钟信号(CLK)和起始脉冲信号(SP)输入到移位寄存器110。当输入时钟信号(CLK)和起始脉冲信号(SP)时,在移位寄存器110中产生定时信号。产生的定时信号按顺序输入到第一级锁存器A 111。当完成定时信号到锁存器A 111的输入时,从控制器102输入的视频信号与输入的定时信号的脉冲同步地按顺序写入到锁存器A 111,并被保持。应当注意,虽然在本实施方式中视频信号按顺序写入到锁存器A 111,然而,本发明不局眼于该结构。也可以执行分期驱动,即,将多个级划的锁存器A 111分为几个组并且视频信号并行输入每组。注意在此将组的数量称为分期数。例如,当以每四个级将锁存器分组时,执行四分的分期驱动。
将用于完成将视频信号输入到锁存器A 111所有锁存级的周期称为行选择周期。实际上,存在这样的情况,行选择周期除了上述的行选择周期之外还包括水平回扫周期。
一个行选择周期终止,接着的是控制信号之一的锁存信号供给第二级锁存器B 112。与该锁存信号同步,保持在锁存器A 111中的视频信号一齐写入锁存器B 112。当锁存器A 111向锁存器B 112的视频信号发送终止时,下一位的视频信号再次与来自移位寄存器110的定时信号同步地按顺序写入锁存器A 111。在第二个一行选择周期中,将写入和保持在锁存器B 112中的视频信号输入到像素部分104。
应当注意,可以使用能够选择信号线的电路(例如解码器)代替移位寄存器110。
接着描述扫描线驱动电路106的结构。该扫描线驱动电路106包括移位寄存器113和缓冲器114。另外,如有必要可以包括电平转移电路。在扫描线驱动电路106中,时钟信号(CLK)和起始脉冲信号(SP)输入到移位寄存器113以产生选择信号。在缓冲器114中放大产生的选择信号以将其供给对应的扫描线。因为提供给扫描线的选择信号控制包含在一行像素中的晶体管的操作,因此优选将能够给扫描线供应较大电流的缓冲器用作缓冲器114。
应当注意,可以使用能够选择信号线的电路(例如解码器)代替移位寄存器113。
在本发明中,扫描线驱动电路106和信号线驱动电路105可形成在与像素部分104相同的衬底上,或者形成在不同的衬底上。扫描线驱动电路106或信号线驱动电路105可以用IC芯片来形成而安装。本发明的发光器件中的面板的结构不局限于图4A或图4B。只要面板101具有根据从控制器102输入的视频信号来控制像素灰度级水平的结构即可。
这样的,发光器件通过使用多个表格可以防止伪轮廓。
另外,至于其他显示器件,通过使用存储多个表格的存储器可以防止伪轮廓。
实施方式4
接下来,使用图5A至5C描述本发明的发光器件中的像素的等效电路图。
图5A是像素的等效电路图的一个例子,其包括信号线6114、电源线6115、扫描线6116、发光元件6113、晶体管6110和6111、和电容器6112。通过信号线驱动电路将视频信号输入到信号线6114。晶体管6110可以根据输入到扫描线6116的选择信号控制该视频信号向晶体管6111的栅极的电位供给。晶体管6111可以根据该视频信号的电位控制向发光元件6113的电流供给。电容器6112可以保持晶体管6111的栅源之间的电压。应当注意,图5A中提供了电容器6112,然而,如果晶体管6111的栅电容或者其它的寄生电容足以保持栅源之间的电压,那么就可以不提供电容器6112。
图5B是在图5A所示的像素中另外提供晶体管6118和扫描线6119的像素的等效电路图。通过提供晶体管6118,使晶体管6111的栅和源的电位彼此相等从而可以迫使电流不流入到发光元件6113。因此,每个子帧周期的周期可以设置得比将视频信号输入到全部像素的周期更短。因此,可以在抑制驱动频率的同时,用高总灰度级水平进行显示。
图5C是在图5B所示的像素中另外提供晶体管6125和布线6126的像素的等效电路图。通过布线6126稳定晶体管6125的栅电位。另外,晶体管6111和晶体管6125在电源线6115和发光元件6113之间串联连接。因此,在图5C中,晶体管6125控制提供给发光元件6113的电流量,而晶体管6111控制电流是否供给发光元件6113。
应当注意,本发明的发光器件中的像素电路不局限于在本实施方式中所述的结构,只要是用时间灰度级进行显示的显示器件就可以适用本发明。本实施方式可以自由地与上述的实施方式结合。
实施方式5
在本实施方式中,将使用图6A至6C描述在用于控制向发光元件的电流供给的晶体管是p沟道型薄膜晶体管(TFT)的情况下的一个像素的截面结构。注意,在本发明中,将发光元件的阳极和阴极的两个电极中能够通过晶体管控制电位的其中一方称为第一电极,另一方称为第二电极。在图6A至6C中将说明第一电极是阳极并且第二电极是阴极的情况。然而,第一电极是阴极而第二电极是阳极也是可以的。
图6A表示在TFT 6001是p沟道型并且从发光元件6003发出的光从第一电极6004一侧获取的情况下的像素截面图。在图6A中,发光元件6003的第一电极6004电连接至TFT 6001。
TFT 6001包括图案化的半导体膜、栅绝缘膜、栅极电极、连接到该半导体膜的杂质区域的源电极以及漏电极。这样的TFT 6001被层间绝缘膜6007覆盖,并且具有开口的堤6008形成在层间绝缘膜6007上。在堤6008的开口中,部分地暴露第一电极6004,并且依次堆叠第一电极6004、场致发光层6005和第二电极6006。
层间绝缘膜6007可以由有机树脂膜、无机绝缘膜、或者包含以硅氧烷的材料作为起始材料并具有Si-O-Si键的绝缘膜(以下称为硅氧烷绝缘膜)来形成。应当注意,硅氧烷由硅(Si)和氧(O)的键形成其骨架结构,且使用至少包含氢的有机基团(例如烷基或者芳烃)作为取代基。另外,也可以使用氟基团作为取代基。还可供选择地,使用氟基团和至少包含氢的有机基团作为取代基。也可以使用所谓的低介电常数材料(low-k材料)形成层间绝缘膜6007。
堤6008可以使用有机树脂膜、无机绝缘膜、或者硅氧烷绝缘膜形成。例如在有机树脂膜的情况下,可以使用丙烯酸、聚酰亚胺、或者聚酰胺,而在无机绝缘膜的情况下,可以使用氧化硅、氮氧化硅。优选地,堤6008使用光敏有机树脂膜形成且在第一电极6004上形成开口,并使该开口的侧面具有连续曲率的斜坡,这可以防止第一电极6004和第二电极6006连接。
第一电极6004由透射光的材料或者具有足以透射光的厚度形成,并且由具有高功函数的材料形成,适合用作阳极地形成。例如,第一电极6004由氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、掺镓的氧化锌(GZO)、或者另外的透光导电氧化物形成。或者,第一电极6004可以由包含ITO和氧化硅的氧化铟锡(以下简称ITSO)或者包含氧化硅的氧化铟与2至20atomic%的氧化锌(ZnO)的混合物形成。此外除了上述透光导电氧化物以外,第一电极6004还可以由例如以下的膜形成,即,TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr、Ag、Al等中的一种或多种的单层膜;氮化钛膜和以铝作为主要成分的膜的层叠膜;或者氮化钛膜、以铝作为主要成分的膜和氮化钛膜的三层结构的层叠膜。然而,当采用透光导电氧化物之外的材料时,将第一电极6004形成得具有足以透射光的厚度(优选约5至30nm)。
第二电极6006可以由反射或者遮挡光的材料和膜厚度来形成,并且由具有低功函数的金属、合金、导电化合物、或上述的混合物等来形成。具体地,可以使用诸如Li和Cs的碱金属、诸如Mg、Ca和Sr的碱土金属、包含上述的合金(Mg:Ag,Al:Li,Mg:In等等)、以及上述的化合物(CaF2或CaN)、或者例如Yb或Er的稀土金属。当在与场致发光层的第二电极接触的位置提供电子注入层时,也可以使用另外的导电层,例如Al层。
场致发光层6005由单层或者多层构成。在由多层构成的情况下,这些层根据载流子运输性质可以分为空穴注入层、空穴输运层、发光层、电子输运层、电子注入层等等。当场致发光层6005除发光层之外还具有空穴注入层、空穴输运层、电子输运层和电子注入层中的任何层时,在第一电极6004上依次堆叠空穴注入层、空穴输运层、发光层、电子输运层和电子注入层。注意,各层之间的边界并不必清楚,有可能形成各层的材料部分混合而边界不能清楚地区分。每层可以由有机材料或者无机材料形成。至于有机材料,可以使用高、中和低等分子量材料中的任何材料。注意,中等分子量材料指的是其中重复结构单元的数量(聚合度)大约为2至20的低聚物。在空穴注入层和空穴输运层之间并不存在清楚的区别,两者都不可避免地具有空穴输运特性(空穴迁移率)。为方便区分,被称为空穴注入层的是与阳极接触的层,被称为空穴传输层的是与空穴注入层接触的层。这可以同样应用于电子输运层和电子注入层,两者都不可避免地具有电子输运性(电子迁移率),为方便区别,与阴极接触的层称为电子注入层而与电子注入层接触的层称为电子输运层。在一些情况下发光层兼有电子输运层的功能,因此被称为发光电子输运层。
在图6A所示的像素中,从发光元件6003射出的光可以从第一电极6004一侧获取,如空心箭头所示。
图6B是一个像素的截面图,其中TFT 6011是p沟道型并且从发光元件6013发出的光从第二电极6016一侧获取。在图6B中,发光元件6013的第一电极6014电连接到TFT 6011。在第一电极6014上依次堆叠场致发光层6015和第二电极6016。
第一电极6014由反射或者遮挡光的材料及厚度来形成,并且由适于用作阳极的材料形成。例如,第一电极6014可以由TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr、Ag、Al等等中的一种或多种的单层;氮化钛膜和以鋁作为主要成分的膜的叠层;或者氮化钛膜、以铝作为主要成分的膜和氮化钛膜的三层结构的叠层形成。
第二电极6016由透射光的材料或者足以透射光的厚度来形成,并且可以由具有低功函数的金属、合金、导电化合物、或者上述的混合物形成。具体地,可以使用碱金属(例如Li和Cs)、碱土金属(例如Mg、Ca和Sr)、包含上述的合金(Mg:Ag,Al:Li,Mg:In等等)、上述的化合物(CaF2或CaN)、或者稀土金属(例如Yb和Er)。当提供电子注入层时,也可以使用另外的导电层,例如Al层。而且,将第二电极6016形成为具有足以透射光的厚度(优选约5至30nm)。注意,第二电极6016可以由另外的透光导电氧化物形成,例如氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、和掺镓的氧化锌(GZO)。或者,可以使用包含ITO和氧化硅的氧化铟锡(ITSO)或者包含氧化硅的氧化铟和2至20atomic%的氧化锌(ZnO)的混合物。在采用透光导电氧化物的情况下,优选在场致发光层6015中与第二电极6016接触的位置提供电子注入层。
可以与图6A所示的场致发光层6005类似地形成场致发光层6015。
在这样的图6B所示的像素中,从发光元件6013射出的光可以从第二电极6016一侧获取,如空心箭头所示。
图6C是一个像素的截面图,其中TFT 6021是p沟道型并且从发光元件6023发出的光从第一电极6024一侧和第二电极6026一侧获取。在图6C中,发光元件6023的第一电极6024电连接至TFT 6021。在第一电极6024上,依次堆叠场致发光层6025和第二电极6026。
可以与图6A所示的第一电极6004类似地形成第一电极6024,同时可以与图6B所示的第二电极6016类似地形成第二电极6026。可以与图6A所示的场致发光层6005类似地形成场致发光层6025。
在图6C所示的像素中,从发光元件6023射出的光可以从第一电极6024一侧和第二电极6026一侧获取,如空心箭头所示。
本实施方式可以自由地同上述实施方式相结合。
实施方式6
在本实施方式中,使用图7A至7C描述用于控制向发光元件的电流供应的晶体管是n沟道型TFT的像素的截面结构。注意,在图7A至7C中说明第一电极是阴极而第二电极是阳极的情况。然而,第一电极是阳极而第二电极是阴极也是可以的。
图7A是一个像素的截面图,其中TFT 6031是n沟道型并且从发光元件6033发出的光从第一电极6034一侧获取。在图7A中,发光元件6033的第一电极6034电连接至TFT 6031。在第一电极6034上,依次堆叠场致发光层6035和第二电极6036。
第一电极6034由透射光的材料或者足以透射光的厚度来形成,并且可以由具有低功函数的金属、合金、导电化合物、或者上述的混合物形成。具体地,可以使用碱金属(例如Li和Cs)、碱土金属(例如Mg、Ca和Sr)、包含上述的合金(Mg:Ag,Al:Li,Mg:In等等)、上述的化合物(CaF2或CaN)、或者稀土金属(例如Yb和Er)。当在场致发光层的与第一电极接触的位置提供电子注入层时,也可以使用另外的导电层,例如Al层。而且,将第一电极6034形成为足以透射光的厚度(优选约5至30nm)。另外,为了抑制第一电极6034的薄层电阻,可以使用透光导电氧化物形成透光导电层并使其与具有足以透射光的厚度的上述导电层的顶部或底部接触。注意第一电极6034可以仅由使用氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、掺镓的氧化锌(GZO)等其他透光导电氧化物的导电层形成。或者,可以使用包含ITO和氧化硅的氧化铟锡(ITSO)或者包含氧化硅的氧化铟和2至20atomic%的氧化锌(ZnO)的混合物。在采用透光导电氧化物的情况下,优选在场致发光层6035中的与第一电极6034接触的位置提供电子注入层。
第二电极6036由反射或者遮挡光的材料或厚度来形成,优选具有高功函率的材料,并由适于用作阳极的材料形成。例如,第二电极6036可以由TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr、Ag、Al等等中的一种或多种的单层;氮化钛膜和以铝作为主要成分的膜的叠层;或者氮化钛膜、以铝作为主要成分的膜和氮化钛膜的三层结构的叠层形成。
可以与图7A所示的场致发光层6005类似地形成场致发光层6035。在场致发光层6035除发光层之外还具有空穴注入层、空穴输运层、电子输运层和电子注入层中的任何层的情况下,在第一电极6034上依次堆叠电子注入层、电子输运层、发光层、空穴输运层和空穴注入层。
在图7A所示的像素中,从发光元件6033射出的光可以从第一电极6034一侧获取,如空心箭头所示。
图7B是一个像素的截面图,其中TFT 6041是n沟道型并且从发光元件6043发出的光从第二电极6046一侧获取。在图7B中,发光元件6043的第一电极6044电连接到TFT 6041。在第一电极6044上,依次堆叠场致发光层6045和第二电极6046。
第一电极6044由反射或者遮挡光的材料或厚度来形成,并且可以由具有低功函数的金属、合金、导电化合物、或者上述的混合物等等形成。具体地,可以使用碱金属(例如Li和Cs)、碱土金属(例如Mg、Ca和Sr)、包含上述的合金(Mg:Ag,Al:Li,Mg:In等等)、上述的化合物(CaF2或CaN)、或者稀土金属(例如Yb和Er)。当提供电子注入层时,也可以使用另外的导电层,例如Al层。
第二电极6046由透射光的材料或者足以透射光的厚度来形成,并且由适于用作阳极的材料形成。例如,第二电极6046可以由氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、掺镓的氧化锌(GZO)等等其他的透光导电氧化物形成。或者,第二电极6046可以由包含ITO和氧化硅的氧化铟锡(ITSO)或者包含氧化硅的氧化铟和2至20atomic%的氧化锌(ZnO)的混合物形成。此外,除了上述透光导电氧化物之外,第二电极6046可以使用,例如,TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr、Ag、Al等中的一种或多种的单层膜;氮化钛膜和以铝作为主要成分的膜的叠层膜;或者氮化钛膜、以铝作为主要成分的膜和氮化钛膜的三层结构的叠层膜而形成。然而,当采用透光导电氧化物以外的材料时,将第二电极6046形成为足以透射光的厚度(优选约5至30nm)。
与图7A所示的场致发光层6035类似地形成场致发光层6045。
在图7B所示的像素中,从发光元件6043发出的光可以从第二电极6046一侧获取,如空心箭头所示。
图7C是一个像素的截面图,其中TFT 6051是n沟道型并且从发光元件6053发出的光从第一电极6054一侧和第二电极6056一侧获取。在图7C中,发光元件6053的第一电极6054电连接至TFT 6051。在第一电极6054上,依次堆叠场致发光层6055和第二电极6056。
可以与图7A所示的第一电极6034类似地形成第一电极6054。可以与图7B所示的第二电极6046类似地形成第二电极6056。可以与图7A所示的场致发光层6035类似地形成场致发光层6055。
在图7C所示的像素中,从发光元件6053射出的光可以从第一电极6054一侧和第二电极6056一侧获取,如空心箭头所示。
本实施方式可以自由地同上述实施方式相结合。
实施方式7
本实施方式说明通过以丝网印刷和胶版印刷为代表的印刷法、或者液滴喷射法制造本发明的发光器件时的情况。液滴喷射法是微孔喷射包含预定成分的液滴来形成预定图案的方法,其包含喷墨法。当使用上述的印刷法或者液滴喷射法时,可以在不使用曝光掩模的情况下形成以信号线、扫描线、和选择线为代表的各种布线、TFT的栅极、发光元件的电极等等。然而,印刷法或者液滴喷射法不必用于形成图案的所有步骤。因此,这样的工序是可能的,即通过印刷法或液滴喷射法形成布线和栅极,而通过光刻法图案化半导体膜,只要印刷法或者液滴喷射法至少被应用于工序的一部分,就也可以同时使用光刻法。注意可以通过印刷法或者液滴喷射法形成用于图案化的掩模。
图8是使用液滴喷射法形成的本发明的发光器件的示范性截面图。在图8中,发光器件包括TFT 1301和1302,以及发光元件1304。注意,TFT 1302电连接到发光元件1304的第一电极1350。TFT 1302优选为n沟道型,在这种情况下,优选第一电极1350是阴极而第二电极1331是阳极。
要用作开关元件的TFT 1301具有栅极电极1310、包含沟道形成区域的第一半导体薄膜1311、形成在栅极电极1310和第一半导体薄膜1311之间的栅绝缘膜1317、用作源极或者漏极的第二半导体薄膜1312和1313、连接到第二半导体薄膜1312的布线1314、和连接到第二半导体薄膜1313的布线1315。
TFT 1302具有栅极电极1320、包含沟道形成区域的第一半导体薄膜1321、形成在栅极电极1320和第一半导体薄膜1321之间的栅绝缘膜1317、用作源极或者漏极的第二半导体薄膜1322和1323、连接到第二半导体薄膜1322的布线1324、和连接到第二半导体薄膜1323的布线1325。
布线1314相当于信号线,布线1315电连接到TFT 1302的栅极1320。布线1325相当于电源线。
通过使用液滴喷射法或者印刷法形成图案,可以简化包括光致抗蚀剂形成、曝光、显影、蚀刻和剥离的光刻法的一系列步骤。另外,当采用液滴喷射法或者印刷法时,与采用光刻法的情况不同,可以避免因蚀刻而被除去的材料的浪费。此外,由于不需要用于曝光的昂贵的掩模,还可以降低发光器件的生产成本。
另外,与光刻法不同,不需要通过蚀刻来形成布线。因此,可以在比使用光刻法的情况下短得多的时间内完成形成布线的步骤。特别地,当用印刷法将布线的厚度形成为0.5μm或更厚,优选2μm或更厚时,可以抑制布线电阻。因此,可以在减少形成布线的步骤所需的时间,同时抑制随着发光器件的大型化而导致的布线电阻的增加。
注意,第一半导体薄膜1311和1321可以是非晶半导体或者是半非晶半导体(以下称为SAS)。
非晶半导体可以通过辉光放电分解硅化物气体而获得。作为典型的硅化物气体,可以使用SiH4和Si2H6。可以用氢气或者氢气和氦气稀释硅化物气体。
类似地,可以通过辉光放电分解硅化物气体而获得SAS。作为典型的硅化物气体,除了SiH4之外,还可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4和SiF4等。通过用氢气或者氢气和从氦、氩、氪、和氖中选择的稀有气体元素中的一种或多种的混合气体来稀释硅化物气体,可以容易地形成SAS。硅化物气体优选按1∶2至1∶1000的比率稀释。此外,可以用碳化物气体(例如CH4和C2H6)、锗气体(例如GeH4和GeF4)或者F2混合硅化物气体,以便将能带宽度控制在1.5至2.4eV,或者0.9至1.1eV。使用SAS作为第一半导体薄膜的TFT可以表现出1至10cm2/Vsec或更大的迁移率。
另外,可以使用通过用激光或加热炉结晶非晶半导体或者半非晶半导体(SAS)而获得的半导体形成第一半导体薄膜1311和1321。
本实施方式可以自由地同上述实施方式相结合。
实施方式8
在本实施方式中,参照图9A和9B对相当于本发明发光器件的一个模式的面板的外视图进行说明。图9A是一个面板的俯视图,其中在第一衬底和第二衬底之间用密封剂密封形成在第一衬底上的TFT和发光元件。图9B是沿线A-A’截取的图9A的截面图。
在第一衬底4001上提供像素部分4002、信号线驱动电路4003、扫描线驱动电路4004和密封剂4005,该密封剂4005至少包围像素部分。另外,至少在像素部分4002上中介密封剂4005提供第二衬底4006。因此,在图9所示的发光器件中,第一衬底4001、密封剂4005和第二衬底4006与填料4007一起紧密地密封像素部分4002、信号线驱动电路4003、和扫描线驱动电路4004。填料4007可以使用惰性气体,例如,氮气或氩气。
形成在第一衬底4001上的像素部分4002、信号线驱动电路4003、和扫描线驱动电路4004分别包括多个TFT。在图9B中,说明了包含在信号线驱动电路4003中的TFT 4008、和包含在像素部分4002中的TFT 4009。
参考数字4011表示发光元件,并且连接到TFT 4009的漏极的布线4017的一部分用作发光元件4011的第一电极。透明导电薄膜4012用作发光元件4011的第二电极。注意发光元件4011不局限于本实施方式中描述的结构,可以如上述实施方式那样,根据从发光元件4011发出的光的获取方向、TFT4009的极性等适当地改变发光元件4011的结构。
虽然在图9B中的截面图中没有显示,但提供给信号线驱动电路4003、扫描线驱动电路4004或像素部分4002的各种信号和电压经过导线4014和4015从连接端子4016提供。
在本实施方式中,使用与发光元件4011的第一电极相同的导电薄膜来形成连接端子4016。使用与布线4017相同的导电薄膜来形成导线4014。使用与TFT 4009和4008各自的栅极电极相同的导电薄膜来形成导线4015。
连接端子4016经由各向异性导电薄膜4019电连接到FPC4018具有的端子。
应当注意,第一衬底4001和第二衬底4006均可以由玻璃、金属(典型地,不锈钢)、陶瓷、或者塑料形成。至于塑料,可以使用FRP(玻璃纤维增强塑料)衬底、PVF(聚氟乙烯)膜、麦拉(mylar)薄膜、聚酯(polyester)薄膜或者丙烯酸树脂膜。另外,也可以使用具有由PVF膜或者麦拉薄膜夹着铝的结构的薄板。
注意由于第二衬底4006放置在获取从发光元件4011射出的光的一侧,所以要求第二衬底4006透光。在这种情况下,使用透光材料,例如玻璃板、塑料板、聚酯薄膜和丙烯酸薄膜。
至于填料4007,可以使用惰性气体(例如氮和氩)、紫外线固化树脂或者热固化树脂,具体包括例如,PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸、聚酰亚胺、环氧树脂、硅树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)或者EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物)。在本实施方式中,使用氮作为填料。
本实施方式可以自由地同上述实施方式相结合。
实施方式9
本发明的显示器件可以抑制伪轮廓的产生,其适于例如手机、便携式游戏机、电子图书、摄像机以及数码相机等的便携式电子器件的显示部分。另外,因为本发明的显示器件可以防止伪轮廓,所以本发明适用于具有可以播放显示器件等的活动图像并欣赏图像的显示部分的电子器件。
其他的可以适用本发明的显示器件的电子器件还包括,例如摄像机、数码相机、护目镜类型显示器(头戴式显示器)、导航系统、声音再现装置(汽车音响系统、音响组合系统等等)、笔记本个人计算机、游戏机、备有记录媒质的图像再现装置(典型地,再现例如DVD(数字通用盘)的记录媒体且具有用于显示再现的图像的显示部分的装置)。在本实施方式中,用图10A至10C说明了上述电子器件的具体例子。
图10A说明包括主体2101、显示部分2102、音频输入部分2103、音频输出部分2104、和操作键2105的手机。通过使用本发明的显示器件形成显示部分2102可以完成本发明的电子器件之一的手机。
图10B说明包括主体2601、显示部分2602、外壳2603、外部连接端口2604、遥控接收部分2605、图像接收部分2606、电池2607、音频输入部分2608、操作键2609、和目镜部分2610的摄像机。通过使用本发明的显示器件形成显示部分2602可以完成本发明的电子器件之一的摄像机。
图10C说明包括外壳2401、显示部分2402、和扬声器部分2403的显示装置。通过使用本发明的显示器件形成显示部分2402可以完成本发明的电子器件之一的显示装置。注意该显示装置包括用于显示信息的所有显示装置,例如用于个人计算机,用于接收TV广播和用于显示广告的显示装置。
如上所述,本发明的适用范围极其宽广,可以应用于所有领域的电子器件。本实施方式可以自由地与上述实施方式相结合。
实施例1
本实施例将表示,在实施方式1所示的定时图中,将帧频设定为60Hz,子帧的数量为32时的定时图的具体例子。
帧频设置为60Hz,即每一秒有60个帧。在此,一个帧周期的长度成为16.67ms左右。一个帧周期提供有子帧周期SF1-SF16和将此颠倒的,共计16×2=32个子帧周期,该子帧周期SF1-SF16以其发光重心设定在SF1-SF16的中心附近而被排列。在本实施例中,按SF2、SF4、SF6、SF8、SF10、SF12、SF14、SF16、SF15、SF13、SF11、SF9、SF7、SF5、SF3和SF1的顺序出现子帧周期。而且,以设置在一个帧周期中的SF1的终端为轴颠倒每个子帧期间SF1-SF16。
各个子帧周期的长度比率分别为,SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8∶SF9∶SF10∶SF11∶SF12∶SF13∶SF14∶SF15∶SF16=1∶2∶4∶8∶10∶10∶10∶12∶12∶14∶17∶21∶25∶30∶36∶43。
本实施例的特征在于,如图11所示,设置多个具有相同长度的子帧周期。这是因为,根据共享比率来决定子帧周期的长度。注意,共享比率指的是,在灰度级一个等级不同的两个帧周期中,同样处于发光状态的子帧周期长度的比例。
下面将对考虑到共享比率的子帧周期的数量或长度的具体决定方法进行说明。首先确定共享比率Rsh。然后,根据共享比率Rsh确定各个子帧周期的长度。按长度递增排列的一个帧周期中的n个子帧周期设定为SF1至SFn。这里假设当在所有SF1至SFp(p<n)中进行发光时,可以显示灰度级m(m<2n)。在这种情况下,当Tm表示在显示灰度级m时用于发光的子帧周期SF1至SFp的总长时,可以通过下面的公式1获得Tm:
[数1]
下面来看当显示灰度级(m+1)时的情况。因为可以在SF1至SFp中都发光时来显示灰度级m,所以为了显示灰度级(m+1),有必要使用比SFp长的SFp+1。同时,必须从SF1至SFp减去相当于从SFp+1减去一个灰度级的长度(例如,对应于SF1的长度)的一个或者多个子帧周期以显示。因此,当Tm+1表示在显示(m+1)个灰度级时用于发光的子帧周期的总长时,可以通过以下公式2获得Tm+1。
[数2]
另外,当子帧比率RSF表示子帧周期SF1至SFp+1的总和中SFp+1的比率时,可以通过以下公式3获得RSF。
[数3]
下面公式4可以从公式3导出。
[数4]
另外,当Wm/m+1表示在显示灰度级m和显示灰度级(m+1)时共同用于发光的子帧周期的总长时,可以通过下面的公式5获得Wm/m+1。
[数5]
Wm/m+1=Tm-(SFp+1-SF1)……公式5
因此,下面公式6从公式1、公式4和公式5得出。
[数6]
通过下面的公式7获得在显示灰度级m和在显示灰度级(m+1)时共同用于发光的子帧周期的共享比率Rsh。
[数7]
Rsh=Wm/m+1/Tm+1……公式7
因此,下面的公式8从公式2、公式4、公式6和公式7得出。
[数8]
因此,下面公式9从公式8得出。
[数9]
RSF=(1-Rsh)/(2-Rsh)……公式9
因此,可以通过将共享比率Rsh的值代入公式9而获得子帧比率RSF的值。子帧比率RSF是SFp+1在子帧周期SF1至SFp+1的总和中的比率。通过使用上述子帧比率RSF,可以从最长的子帧周期SFn顺序确定每个子帧周期的长度。也就是说,根据从共享比率Rsh获得的子帧比率RSF可以确定多个子帧周期的数量以及长度。
而且,根据上述子帧周期,如图11B所示,从第一行到最后行的像素按顺序进行显示。图11B表示子帧周期的长度比率。
图11C表示由用于删除的扫描线驱动电路执行的扫描定时。在本实施例的子帧周期SF1-SF15以及被颠倒的子帧周期SF1-SF15中,分别设有删除周期Se1-Se15。
图11D表示由用于写入的扫描线驱动电路执行的扫描定时,每个子帧周期设有写入周期Ta1-Ta16和被颠倒的写入周期Ta1-Ta16。
此外,如图11E所示,在一个写入周期提供有一列扫描周期,在此周期之间选择整个行(本实施例中有324行)。
另外,在一个帧周期中还设有反向电压施加周期(DS)。通过给发光元件施加反向电压,可以改善发光元件的退化状态,并且提高可靠性。
实施例2
本实施例将表示,如实施方式2所示,在一个帧周期提供有多个某一时点的定时图中,将帧频设定为60Hz,子帧的数量为48时的具体例子。
帧频设置为60Hz,即每一秒有60个帧。在此,一个帧周期的长度成为16.67ms左右。一个帧周期提供有子帧周期SF1-SF16和将此颠倒两次的,共计16×3=48个子帧周期。该子帧周期SF1-SF16无规则地出现。在本实施例中,按SF2、SF4、SF6、SF8、SF10、SF12、SF14、SF16、SF15、SF13、SF11、SF9、SF7、SF5、SF3、SF1的顺序出现子帧周期。而且,在一个帧周期的1/3定时以及2/3定时子帧周期SF1-SF16分别颠倒。图12和图13分别表示定时图A和B。在本实施例中,图12所示的定时图和图13所示的定时图交互出现。而且,图12所示的定时图和图13所示的定时图互相颠倒。
各个子帧周期的长度比率分别为,SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8∶SF9∶SF10∶SF11∶SF12∶SF13∶SF14∶SF15∶SF16=1∶2∶4∶8∶10∶10∶10∶12∶12∶14∶17∶21∶25∶30∶36∶43。
本实施例的特征在于,如图12和13所示,设置多个具有相同长度的子帧周期。这是因为,根据共享比率来决定子帧周期的长度。注意,共享比率指的是,在灰度级一个等级不同的两个帧周期上,共同处于发光状态的子帧周期的长度比例。具体的考虑到共享比率的子帧周期的数量或长度的确定方法可以参照实施例1。
而且,根据这种子帧周期,如图12B以及图13B所示,从最初行的像素到最后行的像素依次进行显示。图12B以及图13B显示子帧周期的长度比率。
另外,图12C以及图13C表示由用于删除的扫描线驱动电路执行的扫描定时。在本实施例中,在子帧周期SF1-SF15以及被颠倒的子帧周期SF1-SF15中,提供删除周期Se1-Se15。
图12D以及图13D表示由用于写入的扫描线驱动电路执行的扫描定时。在各个子帧周期中提供写入周期Ta1-Ta16以及被颠倒的写入周期Ta1-Ta16。
另外,如图12E以及图13E所示,一个写入周期中设置有一列扫描周期,在此周期之间选择全部行(在本实施例中有324行)。
另外,在一个帧周期中设置反向电压施加周期(DS)。向发光元件施加反向电压可以改善发光元件的退化情况并且提高可靠性。
如上所述,在一个帧周期中颠倒两次的情况下,定时图A(A)和定时图B(B)的顺序在奇数帧为ABA在偶数帧为BAB。另外,该顺序不局限于本实施例,也可以在奇数帧为BAB在偶数帧为ABA。也就是说,即使将一个帧周期划分为奇数个数,也可以适用本发明的技术思想。通过这种本发明的定时图可以防止伪轮廓。
本说明书根据2004年8月3日日本专利局受理的日本专利申请编号2004-227210而制作,所述申请内容包括在本说明书中。
Claims (7)
1.一种显示器件的驱动方法,包括以下步骤:
在一个帧周期中提供第一组的按其发光周期递减的顺序出现的多个子帧周期;
在所述第一组的多个子帧周期的前面或后面,在所述帧周期中提供按和所述第一组的多个子帧周期颠倒的顺序出现的第二组的多个子帧周期。
2.根据权利要求1所述的显示器件的驱动方法,其特征在于,所述第一组的多个子帧周期和所述第二组的多个子帧周期的长度均为20∶21∶22……∶2n。
3.根据权利要求1所述的显示器件的驱动方法,其特征在于,所述第一组的多个子帧周期和所述第二组的多个子帧周期的长度都由共享比率Rsh确定。
4.根据权利要求1-3中任一权项所述的显示器件的驱动方法,其特征在于,所述第一或第二组的多个子帧周期开始于一个帧周期中的半周期。
5.根据权利要求1-3中任一权项所述的显示器件的驱动方法,其特征在于,所述一个帧周期的帧频为60Hz或更高。
6.根据权利要求1-3中任一权项所述的显示器件的驱动方法,其特征在于,所述一个帧周期的帧频为90Hz或更高。
7.一种显示器件的驱动方法,包括以下步骤:
在一个帧周期中提供多组的多个子帧周期;
其中,所述多组的多个子帧周期之一按其发光周期递减的顺序出现,并且,在所述多组的多个子帧周期之一的前面或后面,另一组的多个子帧周期按和所述多组的多个子帧周期之一颠倒的顺序出现。
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