CN1150422C - 显示器件 - Google Patents

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Abstract

围绕设置在中心的一规定位置，对应于每个灰度等级的发光部分以相互点对称的形式布置，从而形成包含多个发光元件的单元象素元件。对于每个灰度等级，具有这种结构的显示器件的发光中心不会发生移动。因此，当所显示图像的亮度改变时，不会不适宜地发生显示位置的移动。因此本发明解决了与图像质量有关的问题，例如图像闪烁，或不自然显示的印象，或视者的视觉疲劳。

Description

显示器件
本发明一般涉及显示器件，特别涉及灰度等级显示的改进技术。
包含由薄膜晶体管驱动和控制的电致发光元件(EL元件)的TFT-ELD，即由薄膜晶体管(TFT)驱动的电致发光显示器，具有质量轻，体积小，分辨率高，视场宽，电能消耗低等特点，因此其被认为是在将来极具潜力的显示器。
图4是常规TFT-ELD的电路图，图5是该TFT-ELD的剖视图。图4显示了TFT-ELD的单元象素11，扫描线12，信号线13，电流供给线14，保持电容器(retention capacitor)15，选择晶体管16，驱动晶体管17，和EL元件18。如图5所示，在玻璃基底10上形成用于调节EL元件18的发光强度(灰度等级)(gradation)的驱动晶体管17。驱动晶体管17的漏极连接到EL元件18的阴极(透明电极)21，而其源极连接到模拟信号供给线14。EL元件18包括阳极21，发光层22和阴极23。EL元件18可以是无机电致发光元件，低分子有机电致发光元件，或高分子有机电致发光元件。
选择晶体管16包括连接到扫描线12的栅极，连接到信号线13的源极，和连接到驱动晶体管17的栅极的漏极。保持电容器15设置在模拟信号供给线14和选择晶体管16的源极之间。
为了在上述结构中使EL元件18发光，扫描线12和信号线13被设置为电平“H”，电流在选择晶体管16的漏极和源极间传导，从而使驱动晶体管17为“on”状态。在此情况下，模拟信号供给线14所提供的模拟信号被传送至保持电容器15，并改变了驱动晶体管17的电导率。结果，EL元件18发光，其发光强度取决于上述模拟信号，因而实现了发光强度的灰度等级。
但是，上述结构所存在的问题是，由于驱动晶体管17的晶体管特性中的差异，每个象素中包含的EL元件18以不相同的发光强度发光，在中间灰度等级尤为严重，因此使图象的分辨率降低。
为了解决该问题，本发明的申请人在日本专利公开出版No.平11-73158中提出了一种通过为每个灰度等级控制EL元件发光的on/off状态和改变发光面积来显示各灰度等级的技术。图6是所述公开出版中的TFT-ELD的电路图。图6显示包含在每个象素中的EL元件，每个象素由EL元件18-1和18-2形成。通过利用由信号线13-1和13-2形成的2位信号线分别控制EL元件18-1和18-2的on/off状态，这种结构可以显示4种灰度等级。更具体地说，其中有：灰度等级“0”，此时EL元件18-1和18-2都不发光；灰度等级“1”，此时只有EL元件18-1发光；灰度等级“2”，此时只有EL元件18-2发光；和灰度等级“3”，此时EL元件18-1和18-2都发光。EL元件18-1和18-2的发光面积之比是1∶2。
如图7所示，在上述结构中，信号S，D1和D2分别被提供给扫描线12，信号线13-1和信号线13-2。当信号S被设置为电平“H”时，电流在选择晶体管16-1和16-2的漏极和源极之间传导。在图7中，当信号S被设置为电平“H”，信号D1为电平“H”，信号D2为电平“L”时，得到灰度等级“1”。其结果是，驱动晶体管17-1被导通，驱动晶体管17-2被截止，从而只有EL元件18-1发光。另外，为了实现灰度等级“2”，应将信号S设置为电平“H”，信号D1为电平“L”，信号D2为电平“H”。由此，驱动晶体管17-2被导通，驱动晶体管17-1被截止，从而只有EL元件18-2发光。
在该方法中，将把驱动晶体管17-1和17-2认定为几乎完全导通(on)状态或几乎完全截止(off)状态。当驱动晶体管17-1和17-2为on状态时，其阻抗与EL元件18-1和18-2的阻抗相比小到可以忽略，使得经过驱动晶体管17-1和17-2，EL元件18-1和18-2传导的电流量基本上仅取决于EL元件18-1和18-2的阻抗。因此，发光强度不会由于驱动晶体管17-1和17-2的晶体管特性中的差异而不均匀。而且，当驱动晶体管17-1和17-2为off状态时，加载到EL元件18-1和18-2的电压将小于阈值电压，EL元件18-1和18-2将不发光。因此，在这种情况下，EL元件18-1和18-2的发光强度也不会由于驱动晶体管17-1和17-2的晶体管特性中的差异而不均匀。
但是，上述结构的缺陷在于，对于每种灰度等级会有发光中心(发光部分的平均位置)的移位，并因此使可视度下降。下面将参照图8对该缺陷的特点进行说明。图8显示了单元象素元件11的发光中心40。显示为斜线的EL元件表示其不发光，显示为空白的EL元件表示其发光。在图8A中，两个EL元件不发光。在图8B中，只有EL元件18-1发光。在图8C中，只有EL元件18-2发光。最后，在图8D中，两个EL元件都发光。从这些图中可明显看出对于每个灰度等级，发光中心40的位置在变化。其结果是，当所显示图象的亮度改变时，图象的位置会不适宜地发生移动。此外，如果实际观察所显示的图象，则会看到其发生闪烁，造成不自然显示的印象或使视者产生疲劳。
因此，本发明的目的是克服上述缺陷，并提供一种显示器件，对于每个发光灰度等级其发光中心不发生移动。
在本发明中，为了实现所述目的，单元象素由多个EL元件形成，其中EL元件对应于每个灰度等级的各发光部分相对于一规定点以相互点对称的形式布置。这种结构所提供的显示器件中，对于每个灰度等级不会发生发光中心的变化。此处，“规定位置”是指，例如实现最小亮度灰度等级的EL元件的发光中心。
而且，每个电致发光元件最好被构造为具有“发光”或“不发光”的状态。通过控制多个发光元件的on/off状态，有可能防止由发光元件特性上的差异造成的不均匀亮度。为了实现上述结构，可以将例如电致发光元件用作发光元件，从而可以利用薄膜晶体管控制发光元件发光的on/off状态。
图1是显示根据实施例1的TFT-ELD中形成单元象素的各EL元件的发光状态的示意图；
图2是显示根据实施例2的TFT-ELD中的单元象素的示意图；
图3是显示根据实施例2的TFT-ELD中的形成单元象素的各EL元件的发光状态的示意图；
图4是常规TFT-ELD中单元象素的电路图；
图5是常规TFT-ELD中单元象素的剖视图；
图6是常规TFT-ELD中单元象素的电路图；
图7是说明常规TFT-ELD的扫描线和信号线的时序图；和
图8是显示形成常规TFT-ELD的单元象素的各EL元件的发光状态的示意图。
〖实施例1〗
图1显示根据本发明的显示器件中所包含的单元象素11。每个单元象素具有EL元件18-10，18-21和18-22，是2位(4灰度等级)显示。在图1中，EL元件18-10是用于0位显示的EL元件。EL元件18-21和18-22的on/off状态由同一驱动晶体管同时控制，EL元件18-21是用于1位显示的第一EL元件，EL元件18-22是用于1位显示的第二EL元件。由图1中未示出的两条扫描线(用于0位和1位显示)来驱动和控制每个EL元件。
另外，虽然图1仅显示了单元象素元件11，但在实际上，单元象素元件11是在显示器件的整个屏幕上以矩阵形式布置的。
图1A显示所有EL元件都不发光(灰度等级“0”)；图1B-只有EL元件18-10发光(灰度等级“1”)；图1C-只有EL元件18-21和18-22发光(灰度等级“2”)；图1D-所有EL元件18-10，18-21和18-22都发光(灰度等级“3”)。
如图1所示，每个灰度等级的发光中心40都位于相同位置，即发光部分(EL元件18-10)的发光中心，并且对于每个灰度等级该位置不会移动。换句话说，对应于灰度等级“2”的发光部分相对于对应于灰度等级“1”的发光部分以点对称的形式布置。而且，对应于灰度等级“3”的发光部分相对于对应于灰度等级“1”的发光部分以点对称的形式布置。通过围绕在中心处提供的一规定点以点对称的形式布置发光部分，可以容易地得到能够防止发光中心40移动的结构。因此，即使当所显示图象的亮度改变时，其显示位置也不会不适宜地发生移动。因此，本发明解决了与图象质量有关的问题，例如图象闪烁，或不自然显示的印象，或视者的视觉疲劳。
另外，虽然图1中各EL元件的形状是四边形(方形)，它们也可以被设计为圆形或椭圆形。而且，通过使EL元件18-10，18-21和18-22的面积一致，可以线性地提高或降低各灰度等级的发光强度。
〖实施例2〗
图2显示包含在显示器件中的单元象素11。每个单元象素由EL元件18-10，18-21，18-22，18-31，18-32，18-33和18-34形成，是3位(8灰度等级)显示。在图2中，EL元件18-10是用于0位显示的EL元件。EL元件18-21和18-22的on/off状态由同一驱动晶体管同时控制，EL元件18-21是用于1位显示的第一EL元件，EL元件18-22是用于1位显示的第二EL元件。相似地，EL元件18-31，18-32，18-33和18-34的on/off状态由同一驱动晶体管同时控制。EL元件18-31是用于2位显示的第一EL元件，EL元件18-32是用于2位显示的第二EL元件，EL元件18-33是用于2位显示的第三EL元件，EL元件18-34是用于2位显示的第四EL元件。由图2中未示出的三条扫描线(用于0至2位显示)来驱动和控制每个EL元件。
另外，虽然图2中仅显示了单元象素元件11，但在实际上，单元象素元件11是在显示器件的整个屏幕上以矩阵形式布置的。
图2A显示没有EL元件发光(灰度等级“0”)；图2B-只有0位显示EL元件发光(灰度等级“1”)；图2C-只有1位显示EL元件发光(灰度等级“2”)；图2D-0位和1位显示EL元件发光(灰度等级“3”)。再有，图3A显示只有2位显示EL元件发光(灰度等级“4”)；图3B-只有0位和2位显示EL元件发光(灰度等级“5”)；图3C-只有1位和2位显示EL元件发光(灰度等级“6”)；图3D-所有0位，1位和2位显示EL元件都发光(灰度等级“7”)。
如图2和3所示，对于每个灰度等级，发光中心40都位于作为发光部分(EL元件18-10)的发光中心的相同位置，并且其可以避免该位置对于每个灰度等级而发生移动。换句话说，对应于灰度等级“2”的发光部分相对于对应于灰度等级“1”的发光部分以点对称的形式布置。对应于灰度等级“3”的发光部分相对于对应于灰度等级“1”的发光部分以点对称的形式布置。…对应于灰度等级“7”的发光部分相对于对应于灰度等级“1”的发光部分以点对称的形式布置。通过围绕在中心处提供的一规定点以点对称的形式布置发光部分，可以容易地得到能够防止发光中心40移动的结构。因此，即使当所显示图象的亮度改变时，也不会不适宜地发生显示位置的移动。因此，本发明解决了与图象质量有关的问题，例如图象的闪烁，或不自然显示的印象，或视者的视觉疲劳。
此外，虽然图2，3中各EL元件的形状是四边形(方形)，它们也可以被设计为圆形或椭圆形。而且，通过使EL元件18-10，18-21，18-22等的面积一致，可以线性地提高或降低各灰度等级的发光强度。
另外，虽然本发明的实施例是以8灰度等级进行说明的，但通过调节EL元件的数目可以得到不同的灰度等级。根据本发明的显示器件可以用于摄影机，数字相机，汽车用立体声收音机，VCD机，便携式终端，膝上型个人计算机等等。

Claims (16)

1.一种显示器件，包括：
第一发光元件以及用于控制所述第一发光元件的第一驱动晶体管；
一对第二发光元件，所述第一发光元件设置在它们之间；以及
第二驱动晶体管，用于控制至少所述两个第二发光元件；
其中所述第二发光元件对设置在相对于所述第一发光元件对称的位置上。
2.根据权利要求1的显示器件，进一步包括控制至少所述两个第二发光元件的第一扫描线。
3.根据权利要求2的显示器件，进一步包括控制所述第一发光元件的第二扫描线。
4.根据权利要求1的显示器件，其中所述第二发光元件对中的每一个包括多个发光元件。
5.根据权利要求1的显示器件，进一步包括一对第三发光元件，所述第一发光元件设置在它们之间。
6.根据权利要求5的显示器件，进一步包括用于控制至少所述的两个第三发光元件的第三驱动晶体管。
7.根据权利要求1的显示器件，进一步包括多个像素单元，所述像素单元中的每一个包括第一和第二发光元件。
8.一种显示器件，包括：
第一发光元件和控制所述第一发光元件的第一扫描线；
一对第二发光元件和控制所述第二发光元件对的第二公共扫描线；以及
一对第三发光元件和控制所述第三发光元件对的第三公共扫描线；
所述第一发光元件位于所述第二发光元件对之间，同时也位于所述第三发光元件对之间；
其中所述第二和第三发光元件对设置在相对于所述第一发光元件对称的位置上。
9.根据权利要求8的显示器件，进一步包括驱动晶体管，所述第二发光元件对和所述第三发光元件对两者中的至少一个是由所述驱动晶体管控制的。
10.根据权利要求8的显示器件，进一步包括多个像素单元，所述像素单元中的每一个包括第一、第二和第三发光元件。
11.一种显示器件，包括：
第一发光元件和用于控制所述第一发光元件的第一扫描线；
一对第二发光元件，所述第一发光元件位于它们之间；以及
第二公共扫描线，用于控制第二发光元件对；
其中所述第二发光元件对设置在相对于所述第一发光元件对称的位置上。
12.根据权利要求11的显示器件，进一步包括用于控制至少所述第二发光元件对的驱动晶体管。
13.根据权利要求11的显示器件，其中所述第二发光元件对中的每一个包括多个发光元件。
14.根据权利要求11的显示器件，进一步包括一对第三发光元件，所述第一发光元件位于它们之间。
15.根据权利要求14的显示器件，进一步包括用于控制至少所述第三发光元件对的第三驱动晶体管。
16.根据权利要求12的显示器件，进一步包括多个像素单元，所述像素单元中的每一个包括第一和第二发光元件。
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