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Diese
nicht vorläufige
Anmeldung beansprucht gemäß 35 U.S.C. §119(a) die
Priorität
der am 18. März
2005 in Korea eingereichten Patentanmeldung Nr. 10-2005-0022763,
deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein organisches Elektrolumineszenzdisplay, und
spezieller betrifft sie ein organisches Elektrolumineszenzdisplay
und ein Ansteuerungsverfahren für
dieses, wobei unabhängig von
einer Schwankung der Schwellenspannung eines Treiber-Schaltbauteils
hohe Zuverlässigkeit
aufrechterhalten werden kann und die Fläche einer Pixeleinheit und
die Herstellkosten gesenkt werden können.
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Erörterung
der einschlägigen
Technik
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In
jüngerer
Zeit wurden verschiedene Flachtafeldisplays dazu entwickelt, das
Gewicht und die Größe, die
bei Kathodenstrahlröhren
nachteilig sind, zu verringern. Zu diesen Flachtafeldisplays gehören beispielsweise
Flüssigkristalldisplays,
Feldemissionsdisplays, Plasmadisplaytafeln, Elektrolumineszenzdisplays
usw.
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Es
erfolgten aktive Forschungen zum Erhöhen der Anzeigequalität und zum
Vergrößern des Schirms
derartiger Flachtafeldisplays. Unter diesen ist das Elektrolumineszenzdisplay
ein Bauteil mit spontaner Emission, das also selbst Licht emittiert. Ein
derartiges Elektrolumineszenzdisplay zeigt ein Videobild durch elektrisches
Anregen eines Fluoreszenzmaterials unter Verwendung von Ladungsträgern wie
Elektronen und Löchern
an. Derartige Elektrolumineszenzdisplays werden abhängig von
den Typen der in ihnen verwendeten Materialien grob in anorganische
Elektrolumineszenzdisplays und organische Elektrolumineszenzdisplays
unterteilt. Ein organisches Elektrolumineszenzdisplay wird mit einer niedrigen
Spannung von ungefähr
5 bis 20 V betrieben. Ein organisches Elektrolumineszenzdisplay kann
mit einer niedrigen Gleichspannung (DC-Spannung) im Vergleich zu
einem anorganischen Elektrolumineszenzdisplay betrieben werden,
das eine hohe Treiberspannung von 100 bis 200 V benötigt. Ein
organisches Elektrolumineszenzdisplay verfügt auch über hervorragende Eigenschaften
wie einen großen Betrachtungswinkel,
hohe Ansprechgeschwindigkeit, ein hohes Kontrastverhältnis usw.,
so dass es als Pixel eines Grafikdisplays oder als Pixel eines Fernsehbilddisplays
oder einer Oberflächenlichtquelle
verwendet werden kann. Außerdem
ist ein organisches Elektrolumineszenzdisplay, da es dünn und leicht
ist und für
Primärfarben
sorgen kann, als Flachtafeldisplay der nächsten Generation geeignet.
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Andererseits
wird als Treibersystem eines organischen Elektrolumineszenzdisplays
hauptsächlich
ein solches mit passiver Matrix ohne separaten Dünnschichttransistor verwendet.
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Jedoch
bestehen bei einem Treibersystem mit passiver Matrix viele Einschränkungen
hinsichtlich der Auflösung,
des Energieverbrauchs, der Lebensdauer usw. Aus diesem Grund erfolgten
in jüngerer
Zeit Anstrengungen dahingehend, ein Elektrolumineszenzdisplay mit
aktiver Matrix zur Herstellung eines Displays der nächsten Generation
mit hoher Auflösung
oder großem
Schirm zu erforschen und zu entwickeln.
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Die 1 ist ein Schaltbild, das
eine Pixelstruktur eines herkömmlichen
organischen Elektrolumineszenzdisplays mit aktiver Matrix zeigt.
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Die
eine Pixelstruktur des herkömmlichen
organischen Elek trolumineszenzdisplays mit aktiver Matrix verfügt, wie
es in der 1 dargestellt
ist, über eine
in einer Richtung angeordnete Gateleitung GL, eine orthogonal zu
dieser angeordnete Datenleitung DL, ein organisches Lichtemissionselement
(OLED = organic light emitting device), das in einem durch die Gateleitung
GL und die Datenleitung DL definierten Pixel ausgebildet ist, eine
Spannungsversorgungsleitung 110 zum Liefern einer Gleichspannung
an die Anode des OLED, einen ersten NMOS-Transistor Tr1 mit einem
mit der Gateleitung GL verbundenen Gateanschluss und einem mit der
Datenleitung DL verbundenen Drainanschluss, einen zweiten NMOS-Transistor
Tr2 mit einem mit dem Sourceanschluss des ersten NMOS-Transistors
Tr1 verbundenen Gateanschluss, einem mit der Kathode des OLED verbundenen
Drainanschluss und einem mit einem Masseanschluss verbundenen Sourceanschluss,
und einen Kondensator C, der zwischen den Gateanschluss und den
Sourceanschluss des zweiten NMOS-Transistors Tr2 geschaltet ist.
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Der
erste NMOS-Transistor Tr1 wird auf ein Scansignal von der Gateleitung
GL hin eingeschaltet, um zwischen dem zugehörigen Sourceanschluss und Drainanschluss
einen Strompfad zu bilden. Der erste NMOS-Transistor Tr1 wird auch
ausgeschaltet, wenn die Spannung auf der Gateleitung GL niedriger als
eine Schwellenspannung Vth desselben ist. Während einer Einschaltzeit des
ersten NMOS-Transistors Tr1 wird eine Datenspannung von der Datenleitung
DL über
den Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 an den Gateanschluss
des zweiten NMOS-Transistors Tr2 angelegt. Dagegen ist während einer
Ausschaltzeit des ersten NMOS-Transistors Tr1 der Strompfad zwischen
seinem Sourceanschluss und seinem Drainanschluss offen, wodurch
dafür gesorgt
wird, dass die Datenspannung nicht an den Gateanschluss des zweiten NMOS-Transistors
Tr2 angelegt wird.
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Der
zweite NMOS-Transistor Tr2 stellt die Stärke des zwi schen seinem Sourceanschluss
und seinem Drainanschluss fließenden
Stroms entsprechend dem Pegel der an seinen Gateanschluss angelegten
Datenspannung ein, um das OLED so zu aktivieren, dass es Licht mit
einer der Datenspannung entsprechenden Intensität emittiert.
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Der
Kondensator C hält
die an den Gateanschluss des zweiten NMOS-Transistors Tr2 angelegte
Datenspannung für
die Periode eines Rahmens konstant aufrecht. Der Kondensator C hält auch
den dem OLED zugeführten
Strom für
die Periode eines Rahmens konstant aufrecht.
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Indessen
zeigt die an den Gateanschluss des zweiten NMOS-Transistors Tr2 angelegte Datenspannung
konstante Polarität
(positive Polarität)
auf, und der Sourceanschluss des zweiten NMOS-Transistors Tr2 ist
mit dem Masseanschluss verbunden. Im Ergebnis zeigt die Gate-Source-Spannung
des zweiten NMOS-Transistors positive Polarität, was zu einem Problem dahingehend
führt,
dass die Schwellenspannung des zweiten NMOS-Transistors Tr2 kontinuierlich
zu einer Polarität
(positive Polarität)
hin ansteigt. Das Ansteigen der Schwellenspannung des zweiten NMOS-Transistors
Tr2 führt
zu einer Verringerung der Stärke
des an das OLED gelieferten Stroms, und wiederum zu einer Verringerung
der Helligkeit des OLEDs, was zu einer Beeinträchtigung der Bildqualität führt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist die
Erfindung auf ein organisches Elektrolumineszenzdisplay und ein
Verfahren zum Ansteuern desselben gerichtet, die eines oder mehrere
Probleme auf Grund von Einschränkungen und
Nachteilen der einschlägigen
Technik im Wesentlichen vermeiden.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein organisches Elektro lumineszenzdisplay
und ein Verfahren zum Ansteuern desselben zu schaffen, bei denen die
Schwellenspannung eines Schaltbauteils zum Ansteuern eines organischen
Lichtemissionselements gespeichert wird und dann durch die Schwellenspannung
des Schaltbauteils in einer Anzeigeperiode aufgehoben und entfernt
wird, so dass unabhängig
von einer Schwankung der Schwellenspannung des Schaltbauteils, die
sich aus einer Beeinträchtigung
desselben ergibt, hohe Zuverlässigkeit aufrechterhalten
werden kann.
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Zusätzliche
Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden teilweise in
der folgenden Beschreibung dargelegt, und teilweise ergeben sie sich
dem Fachmann beim Studieren des Folgenden, oder sie ergeben sich
durch das Ausführen
der Erfindung. Die Ziele und andere Vorteile der Erfindung können durch
die Struktur realisiert und erreicht werden, wie sie speziell in
der schriftlichen Beschreibung und den zugehörigen Ansprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen
dargelegt ist.
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Um
diese Ziele und andere Vorteile zu erreichen, und gemäß dem Zweck
der Erfindung, wie sie realisiert wurde und hier umfassend beschrieben wird,
ist ein organisches Elektrolumineszenzdisplay mit Folgendem versehen:
einem Lichtemissionselement in einem Pixel zum Emittieren von Licht
auf einen ihm zugeführten
Strom hin; einer Datenleitung zum Liefern einer Datenspannung in
einer Schreibperiode und einer Rampenspannung in einer Anzeigeperiode;
und einem ersten Schaltbauteil, das mit dem Lichtemissionselement
verbunden ist, das abhängig
von der Spannungsdifferenz zwischen der Rampenspannung und der Datenspannung
selektiv eingeschaltet wird, um das Lichtemissionselement zu betreiben.
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Gemäß einer
anderen Erscheinungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Ansteuern
eines organischen Elektrolumines zenzdisplays geschaffen, das Folgendes
beinhaltet: Liefern einer Datenspannung über eine Datenleitung während einer
Schreibperiode, um einen Kondensator zwischen der Datenleitung und
einem ersten Schaltbauteil zu laden; Liefern einer Rampenspannung über die
Datenleitung während
einer Anzeigeperiode; und selektives Einschalten des ersten Schaltbauteils
abhängig
von der Spannungsdifferenz zwischen der Rampenspannung und der Datenspannung,
um das Lichtemissionselement zu betreiben.
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Gemäß einer
anderen Erscheinungsform der Erfindung ist ein organisches Elektrolumineszenzdisplay
mit Folgendem versehen: einem Lichtemissionselement in einem Pixel
zum Emittieren von Licht auf einen ihm zugeführten Strom hin; einem ersten Schaltbauteil,
das mit dem Lichtemissionselement verbunden ist, um dieses zu betreiben;
einer Datenleitung zum Liefern einer Datenspannung in einer Schreibperiode
und einer Rampenspannung in einer Anzeigeperiode; und einem Kondensator,
der mit der Datenleitung und einem Gateanschluss des ersten Schaltbauteils
verbunden ist und zwischen diese geschaltet ist.
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Es
ist zu beachten, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung
als auch die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung beispielhaft
und erläuternd
sind und dazu vorgesehen sind, für
eine weitere Erläuterung
der beanspruchten Erfindung zu sorgen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
beigefügten
Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der
Erfindung zu sorgen, und die in diese Anmeldung eingeschlossen sind
und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen eine Ausführungsform
(Ausführungsformen)
der Erfindung, und sie dienen gemeinsam mit der Be schreibung dazu,
das Prinzip der Erfindung zu erläutern.
In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt.
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1 ist
ein Schaltbild, das eine Pixelstruktur eines herkömmlichen
organischen Elektrolumineszenzdisplays mit aktiver Matrix zeigt;
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2 ist
ein Schaltbild, das ein Ersatzschaltbild eines Pixels in einem organischen
Elektrolumineszenzdisplay gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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3 ist
ein Schaltbild zum Veranschaulichen von Betriebseigenschaften des
ersten NMOS-Transistors in der 2;
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4 ist
ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Eingangsspannung-Ausgangsspannung-Charakteristikkurve
und der Schwellenspannung des ersten NMOS-Transistors in der 3;
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5 ist
ein Timingdiagramm zu verschiedenen Signalen, wie sie an die Schaltung
der 2 angelegt werden;
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6A ist
ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der
ersten Periode;
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6B ist
ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der
zweiten Periode;
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6C ist
ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der
dritten Periode;
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6D ist
ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in einer
Anzeigeperiode;
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7 ist
ein Schaltbild, das eine Ersatzschaltung eines Pixels in einem organischen
Elektrolumineszenzdisplay gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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8 ist
ein Detaildiagramm eines Spannungsgenerators in der 7;
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9 ist
ein Timingdiagramm verschiedener Signale, wie sie an die Schaltung
der 7 angelegt werden;
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10A ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 7 in
der ersten Periode;
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10B ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 7 in
der zweiten Periode;
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10C ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 7 in
einer Anzeigeperiode.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun
wird detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Bezug genommen, zu denen in den beigefügten Zeichnungen Beispiele dargestellt
sind. Wo immer es möglich
ist, sind in allen Zeichnungen dieselben Bezugszahlen dazu verwendet,
dieselben oder ähnliche
Teile zu kennzeichnen.
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Ein
organisches Elektrolumineszenzdisplay gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
detailliert beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass zwar ein
organisches Elektrolumineszenzdisplay unter Verwendung von NMOS-Transistoren
dazu verwendet ist, die Ausführungsformen
zu veranschaulichen, dass die Erfindung jedoch bei einem organischen
Elektrolumineszenzdisplay unter Verwendung anderer Transistoren, wie
PMOS-Transistoren oder anderer Typen von Transis toren, ebenfalls
angewandt werden kann.
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Die 2 ist
ein Schaltbild, das eine Ersatzschaltung eines Pixels im organischen
Elektrolumineszenzdisplay gemäß der ersten
Ausführungsform der
Erfindung zeigt.
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Eine
Pixelstruktur des organischen Elektrolumineszenzdisplays gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung verfügt,
wie es in der 2 dargestellt ist, über ein
organisches Lichtemissionselement (OLED) zum Emittieren von Licht
auf einen ihm zugeführten
Strom hin, eine erste Scanleitung SL1 zum Übertragen eines ersten Scansignals
S1 von einem Gatetreiber (nicht dargestellt), eine zweite Scanleitung
SL2 zum Übertragen
eines zweiten Scansignals S2 vom Gatetreiber, eine Datenleitung
DL zum Übertragen
einer Datenspannung Vd und einer Rampenspannung Vramp von einem
Datentreiber (nicht dargestellt), einen ersten NMOS-Transistor Tr1
zum Zuführen
des Stroms abhängig
vom Pegel der Datenspannung Vd von der Datenleitung DL an das OLED, und
einen zweiten NMOS-Transistor Tr2, der zwischen den Gateanschluss
des ersten NMOS-Transistors
Tr1 und die Kathode des OLED geschaltet ist. Der zweite NMOS-Transistor
Tr2 wird auf das erste Scansignal S1 von der ersten Scanleitung
SL1 hin eingeschaltet, um zwischen dem Gateanschluss des ersten
NMOS-Transistors Tr1 und der Kathode des OLED einen Kurzschluss
zu bilden. Die eine Pixelstruktur des organischen Elektrolumineszenzdisplays
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung verfügt
ferner über
einen dritten NMOS-Transistor Tr3, der zwischen den Drainanschluss
des ersten NMOS-Transistors Tr1 und die Kathode des OLED geschaltet
ist und auf das zweite Scansignal 2 von der zweiten Scanleitung
SL2 hin eingeschaltet wird, um zwischen dem Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors
Tr1 und der Kathode des OLEDs einen Kurzschluss zu bilden, eine
mit der Anode des OLED verbundene Spannungsversorgungsleitung 210 zum
Liefern einer Spannung Vdd an das OLED, und einen Kondensator 10,
der zwischen den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 und
die Datenleitung DL geschaltet ist.
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Nachfolgend
erfolgt eine detaillierte Beschreibung zum Betrieb des organischen
Elektrolumineszenzdisplays mit der oben angegebenen Konfiguration
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung.
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Die 3 ist
ein Schaltbild zum Veranschaulichen von Betriebseigenschaften des
ersten NMOS-Transistors Tr1 in der 2, und die 4 ist ein
Kurvenbild zum Veranschaulichen einer Eingangsspannung-Ausgangsspannung-Charakteristikkurve
und einer Schwellenspannung des ersten NMOS-Transistors Tr1 in der 3.
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Das
Schaltbild der 2 kann außerdem in einer Schaltungsform
wiedergegeben werden, bei der eine Last, oder ein OLED, mit dem
Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 verbunden ist, wie
es in der 3 dargestellt ist. In diesem
Fall ist, auf Grund der Verbindung des OLED mit dem Drainanschluss
des ersten NMOS-Transistors Tr1, die Ausgangsspannung Vout am Drainanschluss
des ersten NMOS-Transistors Tr1 umso niedriger, je höher die
Eingangsspannung Vin an seinem Gateanschluss ist.
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Anders
gesagt, wird, wenn die Eingangsspannung Vin an den Gateanschluss
des ersten NMOS-Transistors Tr1 angelegt wird, derselbe eingeschaltet,
wodurch dafür
gesorgt wird, dass zwischen seinem Drainanschluss und seinem Sourceanschluss
ein Strom fließt.
Im Ergebnis wird die Spannung Vdd geteilt und an das OLED und den Drainanschluss-Sourceanschluss
des ersten NMOS-Transistors Tr1 verteilt. Dabei wird die Spannung
Vdd stärker
an das OLED verteilt, da dieses, das zwischen den Drainanschluss
des ersten NMOS-Transistors Tr1 und einen die Spannung Vdd ausgebenden
Spannungsgenerator (nicht dargestellt) geschaltet ist, einen Widerstand
aufweist, der größer als
der Innenwiderstand des ersten NMOS-Transistors Tr1 eingestellt
ist. Demgemäß ist die
Ausgangsspannung Vout des ersten NMOS-Transistors Tr1 (d.h. am Drainanschluss
des ersten NMOS-Transistors Tr1) umso niedriger, je höher die
Eingangsspannung Vin ist.
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Demgemäß zeigt
die mit der Bezugszahl 401 gekennzeichnete Charakteristikkurve
der Eingangsspannung Vin zur Ausgangsspannung Vout für den ersten
NMOS-Transistor Tr1 eine Invertercharakteristik, bei der die Eingangsspannung
Vin und die Ausgangsspannung Vout eine umgekehrt proportionale Beziehung
zeigen, wie es in der 4 dargestellt ist.
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Nachfolgend
wird der Betrieb eines Pixels im organischen Elektrolumineszenzdisplay
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung auf Grundlage dieses Prinzips detailliert beschrieben.
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Die 5 ist
ein Timingdiagramm der verschiedenen Signale, die an die Schaltung
der 2 angelegt werden, und die 6A ist
ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der
ersten Periode T1.
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Als
Erstes verbleiben in der ersten Periode T1 sowohl das erste Scansignal
S1 als auch das zweite Scansignal S2 hoch, wie es in der 5 dargestellt
ist. Es wird auch damit begonnen, die Datenspannung Vd vom Datentreiber
an die Datenleitung DL anzulegen.
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Im
Ergebnis bleiben in der ersten Periode T1 sowohl der zweite als
auch der dritte NMOS-Transistor Tr2 und Tr3 in der 2 eingeschaltet.
Die Schaltungskonfiguration in der ersten Periode T1, in der der
zweite und der dritte NMOS- Transistor
Tr2 und Tr3 eingeschaltet bleiben, kann entsprechend so wiedergegeben
werden, wie es in der 6A dargestellt ist.
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Das
heißt,
dass, wie es in der 6A dargestellt ist, der zweite
und der dritte NMOS-Transistor Tr2 und Tr3, die beide eingeschaltet
sind, in Form einer Kurzschlussschaltung wiedergegeben werden können. Demgemäß kann der
erste NMOS-Transistor Tr1 in Form einer Diode als Kurzschlussschaltung wiedergegeben
werden, die zwischen dem Gateanschluss und dem Drainanschluss desselben
ausgebildet ist.
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Aus
diesem Grund zeigen der Gateanschluss und der Drainanschluss des
ersten NMOS-Transistors Tr1 dieselbe Spannung. Anders gesagt, bildet
der Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 einen Eingangsanschluss,
an den die Eingangsspannung Vin gelegt wird, und sein Drainanschluss
bildet einen Ausgangsanschluss, an die Ausgangsspannung Vout ausgegeben
wird. Wie es in der 4 dargestellt ist, können die
Eingangsspannung Vin und die Ausgangsspannung Vout als gerade Linie 402 wiedergegeben
werden, da sie auf demselben Wert gehalten werden. Dabei kennzeichnet
ein Spannungswert am Punkt, an dem sich die gerade Linie 402 und
die Kurve 401 schneiden, einen Spannungswert, wie er an
den Gateanschluss und den Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1
angelegt wird.
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Hierbei
wird die an den Gateanschluss und den Drainanschluss des ersten
NMOS-Transistors Tr1 angelegte Spannung schließlich einer Schwellenspannung
Vth desselben gleich. Im Ergebnis wird die Schwellenspannung Vth
des ersten NMOS-Transistors Tr1 an einen Knoten a gelegt, über den
der Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 und der Kondensator
miteinander verbunden sind.
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Indessen
wird in der ersten periode T1 die an die Datenleitung DL gelegte
Datenspannung Vd an einen zweiten Knoten b gelegt, mit dem die Datenleitung
DL und der Kondensator C gemeinsam verbunden sind. Demgemäß werden
die Schwellenspannung Vth und die Datenspannung Vd an die jeweiligen
breiten Enden des Kondensators C angelegt, um dadurch dafür zu sorgen,
dass die Spannungsdifferenz Vd-Vth zwischen der Datenspannung Vd
und der Schwellenspannung Vth in den Kondensator C geladen wird.
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Zusammengefasst
gesagt, lädt,
in der ersten Periode T1, die Spannungsdifferenz Vd-Vth zwischen
der Datenspannung Vd und der Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors
Tr1 den Kondensator C.
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Als
Nächstes
erfolgt nachfolgend eine Beschreibung zum Betrieb der Schaltung
der 2 in der zweiten Periode T2.
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Die 6B ist
ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der
zweiten Periode T2.
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In
der zweiten Periode T2 geht das erste Scansignal S1 auf einen tieferen
Pegel, und das zweite Scansignal S2 verbleibt noch hoch, wie es
in der 5 dargestellt ist.
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Im
Ergebnis wird der zweite NMOS-Transistor Tr2 in der 2 ausgeschaltet,
und der dritte NMOS-Transistor Tr3 in der 2 wird eingeschaltet.
Die Schaltungskonfiguration in der zweiten Periode T2, in der der
zweite NMOS-Transistor Tr2 ausgeschaltet ist und der dritte NMOS-Transistor
Tr3 eingeschaltet ist, kann entsprechend so wiedergegeben werden,
wie es in der 6B dargestellt ist.
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Das
heißt,
dass, wie es in der 6B dargestellt ist, der eingeschaltete
dritte NMOS-Transistor Tr3 in Form einer Kurzschlussschaltung wiedergegeben
werden kann.
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Als
Nächstes
erfolgt nachfolgend eine Beschreibung zum Betrieb der Schaltung
der 2 in der dritten Periode T3.
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Die 6C ist
ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der
dritten Periode T3.
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In
der dritten Periode T3 verbleiben sowohl das erste Scansignal S1
als auch das zweite Scansignal S2 niedrig, wie es in der 5 dargestellt
ist. Im Ergebnis bleiben sowohl der zweite als auch der dritte NMOS-Transistor
Tr2 und Tr3 in der 2 ausgeschaltet. Die Schaltungskonfiguration
in der dritten Periode T3, in der der zweite und der dritte NMOS-Transistor
Tr2 und Tr3 ausgeschaltet bleiben, kann Äquivalentes so wiedergegeben
werden, wie es in der 6C dargestellt ist.
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Das
heißt,
dass, wie es in der 6C dargestellt ist, der zweite
und der dritte NMOS-Transistor Tr2 und Tr3, die beide ausgeschaltet
sind, in Form eines offenen Schaltkreises ausgedrückt werden
können.
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Hierbei
wird in der zweiten Periode T2 und der dritten Periode T3 die Spannungsdifferenz Vd-Vth
zwischen der Datenspannung Vd und der Schwellenspannung Vth, wie
sie im Kondensator C gespeichert ist, aufrechterhalten. Durch sequenzielles
Ausschalten des zweiten NMOS-Transistors Tr2 und des dritten NMOS-Transistors
Tr3 über
die zwei Perioden hinweg, wie oben angegeben, kann der Effekt einer
Variation der im Kondensator C gespeicherten Spannung Vd-Vth minimiert
werden.
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Die
erste bis dritte Periode T1 bis T3, wie sie oben beschrieben sind,
entsprechen einer Schreibperiode zum Laden und Aufrechterhalten
der Spannungsdifferenz Vd-Vth zwischen der Datenspannung Vd und
der Schwellenspannung Vth im Kondensator C. In dieser Schreibperiode
emittiert das OLED kein Licht. Selbstverständlich kann, wenn die Datenspannung
Vd hoch ist, das OLED Licht in der ersten und der zweiten Periode
T1 und T2 emittieren. Da jedoch die erste und die zweite Periode
T1 und T2 ziemlich kurz sind, kann davon ausgegangen werden, dass der
gesamte Schirm in diesen Perioden schwarz angezeigt wird.
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Anschließend an
die Schreibperiode wird eine Anzeigeperiode gestartet. Nachfolgend
erfolgt eine detaillierte Beschreibung zum Betrieb der Schaltung
der 2 in der Anzeigeperiode.
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Die 6C ist
ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der
Anzeigeperiode.
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In
der Anzeigeperiode emittiert das Schwellenspannung Vth tatsächlich Licht
zum Anzeigen eines Bilds. In dieser Periode bleibt das erste Scansignal
S1 niedrig, und das zweite Scansignal S2 bleibt hoch. Auch wird
in dieser Periode die Rampenspannung Vramp vom Datentreiber ausgegeben
und dann an die Datenleitung DL gelegt. Das heißt, dass der Datentreiber die
Datenspannung Vd in der oben genannten Schreibperiode und die Rampenspannung Vramp
in der folgenden Anzeigeperiode ausgibt.
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Hierbei
ist die Datenspannung Vd eine Graustufenspannung, die den Helligkeitspegel
eines Bilds repräsentiert,
wobei es sich um eine Gleichspannung mit einem vom Helligkeitspegel
des Bilds abhängigen differierenden
Wert handelt. Die Rampenspannung Vramp ist eine zeitlich variable
Spannung, die den Einschaltzeitpunkt des ersten NMOS-Transistors
Tr1 abhängig
vom Pegel der Datenspannung Vd, mit demselben Wert für alle Pixel,
bestimmt.
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Anders
gesagt, hängt
der Einschaltzeitpunkt des ersten NMOS-Transistors vom Pegel der Datenspannung
Vd ab, und die Aufrechterhaltezeit des zwischen dem Drainanschluss
und dem Sourceanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 fließenden Stroms
hängt von
der Einschaltzeit des ersten NMOS-Transistors Tr1 ab, um dadurch
die Lichtemissionszeit des OLED zu steuern. Demgemäß wird die Lichtemissionszeit
des OLED abhängig
vom Pegel der Datenspannung Vd bestimmt, und der Helligkeitspegel
des Bilds wird abhängig
von der Lichtemissionszeit des OLED bestimmt.
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Nachfolgend
wird die Rampenspannung Vramp detaillierter beschrieben.
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Die
Rampenspannung Vramp verfügt über einen
dreieckigen Signalverlauf, der im Verlauf der Zeit linear zu einer
Spitzenspannung ansteigt und im Verlauf der Zeit linear von dieser
abfällt,
um erneut die Spitzenspannung zu erreichen, wie es in der 5 dargestellt
ist. Die Spitzenspannung hat denselben Pegel wie die von der Spannungsversorgungsleitung 210 gelieferte
Spannung Vdd. Das heißt,
dass die Rampenspannung Vramp eine zeitlich variable Spannung ist,
die zwischen einer Minimalspannung (Massespannung) und einer Maximalspannung
(Spannung Vdd) im Verlauf der Zeit linear ansteigt und abfällt.
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Nachfolgend
erfolgt eine Beschreibung zum Betrieb der Schaltung der 2 für den Fall,
dass die Rampenspannung Vramp von der Datenleitung DL an den zweiten
Knoten b gelegt wird.
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Als
Erstes wird, in der Schreibperiode, die Datenspannung Vd an den
zweiten Knoten b gelegt. Danach wird, in der Anzeigeperiode, der
zweite Knoten b mit der Rampenspannung Vramp aktualisiert. Im Ergebnis
wird, auf Grund der im Kondensator C gespeicherten Spannungsdifferenz
Vd-Vth, eine Spannungsdifferenz Vramp-(Vd-Vth) zwischen der an den
zweiten Knoten b gelegten Rampenspannung Vramp und der im Kondensator
C gespeicherten Spannung an den ersten Knoten a gelegt.
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Das
heißt,
dass die Rampenspannung Vramp am zweiten Knoten b aufrechterhalten
wird und die Spannungsdifferenz Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a aufrechterhalten
wird.
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Dabei
wird dann, wenn die an den zweiten Knoten b in der Anzeigeperiode
angelegte Rampenspannung Vramp niedriger als die an den zweiten Knoten
b in der Schreibperiode angelegte Datenspannung Vd ist, die am ersten
Knoten anliegende Spannung Vramp-(Vd-Vth) niedriger als die Schwellenspannung
Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1.
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Hierbei
wird, da der erste Knoten den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors
Tr1 bildet, eine Spannung unter der Schwellenspannung Vth desselben
an seinen Gateanschluss angelegt, wenn die an den zweiten Knoten
b gelegte Rampenspannung Vramp niedriger als die Datenspannung Vd
ist. Im Ergebnis wird der erste NMOS-Transistor ausgeschaltet, wodurch
dafür gesorgt
wird, dass das OLED kein Licht emittiert. Diese Periode entspricht der
vierten Periode T4 in der Anzeigeperiode der 5.
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Indessen
wird zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp
der Datenspannung Vd gleich wird, wenn sie im Verlauf der Zeit linear
ansteigt, die Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten der Schwellenspannung
Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 gleich.
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Hierbei
wird, da der erste Knoten den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors
bildet, wie oben angegeben, eine der Schwellenspannung Vth des ersten
NMOS-Transistors Tr1 entsprechende Spannung an den Gateanschluss
desselben gelegt, wenn die an den zweiten Knoten b angelegte Rampenspannung
Vramp der Datenspannung Vd entspricht. In diesem Fall wird der erste
NMOS-Transistor Tr1 ein- oder ausgeschaltet. Demgemäß emittiert das
OLED Licht, oder es flackert. Diese Periode entspricht der Grenze
zwischen der vierten Periode T4 und der fünften Periode T5 in der Anzeigeperiode
der 5.
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Danach
wird, zum Zeitpunkt, zu dem die am zweiten Knoten b anliegende Rampenspannung Vramp
höher als
die Datenspannung Vd wird, wenn sie linear am Verlauf der Zeit ansteigt,
die Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a höher als die Schwellenspannung
Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1.
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Hierbei
wird, da der erste Knoten a den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors
Tr1 bildet, wie oben angegeben, eine Spannung über der Schwellenspannung Vth
desselben an seinen Gateanschluss angelegt, wenn die an den zweiten Knoten
b gelegte Rampenspannung Vramp höher
als die Datenspannung Vd ist. In diesem Fall wird der erste NMOS-Transistor
Tr1 eingeschaltet. Demgemäß emittiert
das OLED Licht, um eine Bildeinheit im entsprechenden Pixel anzuzeigen.
Diese Periode entspricht der fünften
Periode T5 in der Anzeigeperiode der 6.
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Danach
wird, zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte
Rampenspannung Vramp der Datenspannung Vd wiederum gleich wird, während sie
im Verlauf der Zeit linear abfällt,
die Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a erneut der Schwellenspannung
Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 gleich, wie oben angegeben. Im
Ergebnis emittiert das OLED Licht, oder es flackert. Dieser Periode
entspricht der Grenze zwischen der fünften Periode T5 und einer
sechsten Periode T6 in der Anzeigeperiode der 5.
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Danach
wird, zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte
Rampenspannung Vramp niedriger als die Datenspannung Vd wird, während sie
im Verlauf der Zeit linear abnimmt, die Spannung Vramp-(Vd-Vth)
am ersten Knoten a niedriger als die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors
Tr1, wie oben angegeben. Im Ergebnis emittiert das OLED kein Licht.
Diese Periode entspricht der sechsten Periode T6 in der Anzeigeperiode
der 5.
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Auf
diese Weise emittiert das OLED in der Anzeigeperiode Licht, oder
es flackert. Je länger
die fünfte
Periode T5 ist, d.h., je länger
die Lichtemissionszeit des OLED ist, desto höher ist die Helligkeit des
OLED. Dagegen ist die Helligkeit desselben umso niedriger, je kürzer die
fünfte
Periode T5 ist, d.h., je kürzer
die Lichtemissionszeit des OLED ist.
-
Dies
bedeutet, dass durch feines Unterteilen der Lichtemissionszeit des
OLED verschiedene Graustufen ausgedrückt werden können.
-
Hierbei
differiert die Länge
der fünften
Periode T5 abhängig
vom Pegel der an den zweiten Knoten b angelegten Datenspannung Vd.
Das heißt, dass
dann, wenn die Datenspannung Vd höher ist, die Periode, in der
die Rampenspannung Vramp höher
als die Datenspannung Vd ist, verkürzt ist. Im Ergebnis wird die
Länge der
fünften
Periode T5 kürzer, was
zu einer Verringerung der Lichtemissionszeit des OLED führt. Wenn
dagegen die Datenspannung Vd niedriger ist, ist die Periode, in
der die Rampenspannung Vramp höher
als die Datenspannung Vd ist, verlängert. Im Ergebnis wird die
Länge der
fünften
Periode T5 länger,
was zu einer Zunahme der Lichtemissionszeit des OLED führt.
-
Indessen
wird, bei der vorliegenden Ausführungsform,
die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 in der
Schreibperiode erreicht, bevor das OLED Licht emittiert, und dann
wird sie von der Datenspannung Vd subtrahiert, und der sich ergebende
Wert wird im Kondensator C gespeichert. Das heißt, dass im Kondensator C Information hinsichtlich
der Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 gespeichert
ist. Die gespeicherte Schwellenspannung Vth wird durch diejenige des
ersten NMOS-Transistors Tr1 in der folgenden Anzeigeperiode aufgehoben
und entfernt.
-
Anders
gesagt, wird, wie es aus der die Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten
a in der Anzeigeperiode repräsentierenden
Gleichung ersichtlich ist, die in der ersten Spannung am ersten Knoten
a enthaltene Schwellenspannung Vth durch diejenige des ersten NMOS-Transistors
Tr1 aufgehoben und entfernt, wenn sie an dessen Gateanschluss eingegeben
wird. Ob der erste NMOS-Transistor eingeschaltet wird, wird abhängig davon
bestimmt, ob die restliche Spannung, d.h. die Spannung Vramp-Vd,
die dadurch erhalten wird, dass die Schwellenspannung Vth des ersten
NMOS-Transistors Tr1 von der Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten
a ausgeschlossen wird, positive oder negative Polarität aufweist.
Hierbei ändert
sich die Polarität
der Spannung Vramp-Vd unter Ausschluss der Schwellenspannung Vth
abhängig
davon, ob die Rampenspannung Vramp höher oder niedriger als die
Datenspannung Vd ist.
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Genauer
gesagt, wird, wie es aus der Gleichung Vramp-Vd erkennbar ist, wenn
die Rampenspannung Vramp höher
als die Datenspannung Vd ist, die Spannung am ersten Knoten a auf
der positiven Polarität
gehalten, was dafür
sorgt, dass der erste NMOS-Transistor Tr1 eingeschaltet wird. Wenn dagegen
die Rampenspannung Vramp niedriger als die Datenspannung Vd ist,
wird die Spannung am ersten Knoten auf der negativen Polarität gehalten, was
dafür sorgt,
dass der erste NMOS-Transistor
Tr1 ausgeschaltet wird.
-
Daher
wird, obwohl die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors
Tr1 auf Grund einer Beeinträchtigung
desselben variiert, das organische Elektrolumineszenzdisplay gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung durch eine derartige Schwankung nicht beeinflusst.
Im Ergebnis wird das organische Elektrolumineszenzdisplay gemäß der ersten
Ausführungsform
normal angesteuert, obwohl die Schwellenspannung Vth auf Grund einer
Beeinträchtigung
des ersten NMOS-Transistors
Tr1 variiert.
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Als
Nächstes
erfolgt eine detaillierte Beschreibung zu einem organischen Elektrolumineszenzdisplay
gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
Erfindung.
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Die 7 ist
ein Schaltbild, das ein Ersatzschaltbild eines Pixels im organischen
Elektrolumineszenzdisplay gemäß der zweiten
Ausführungsform der
Erfindung zeigt, und die 8 ist ein Detaildiagramm eines
Spannungsgenerators in der 7.
-
Die
eine Pixelstruktur des organischen Elektrolumineszenzdisplays gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung verfügt,
wie es in der 7 dargestellt ist, über ein
organisches Lichtemissionselement OLED zum Emittieren von Licht
auf einen ihm zugeführten
Strom hin, eine Scanleitung SL zum Übertragen eines Scansignals
S von einem Gatetreiber, eine Datenleitung DL zum Übertragen
einer Datenspannung Vd und einer Rampenspannung Vramp von einem
Datentreiber, einen ersten NMOS-Transistor Tr1, der mit einer Kathode
des organischen Lichtemissionselements verbunden ist, um dem OLED abhängig vom
Pegel der Datenspannung Vd von der Datenleitung DL einen Strom für differierende
Zeiten zuzuführen,
und ei nen zweiten NMOS-Transistor Tr2, der zwischen den Gateanschluss
und den Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 geschaltet ist.
Der zweite NMOS-Transistor Tr2 wird auf das Scansignal S von der
Scanleitung SL hin eingeschaltet, um zwischen dem Gateanschluss
und dem Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 einen Kurzschluss
zu bilden. Die eine Pixelstruktur des organischen Elektrolumineszenzdisplays
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung verfügt
ferner über
eine mit einer Anode des OLED verbundenen Spannungsversorgungsleitung 710,
um eine Spannung VDD an das OLED zu liefern, einen zwischen dem
Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 und die Datenleitung
DL geschalteten Kondensator C sowie einen Spannungsgenerator 700 zum
selektiven Liefern der Spannung VDD an das OLED. Der Spannungsgenerator 700 verfügt, wie
es in der 8 dargestellt ist, über eine
Spannungsversorgung 700a zum Empfangen einer externen Spannung
VCC, wobei er diese in Stufen aufwärts oder abwärts transformiert,
um die Spannung VDD und Treiberspannungen zu erzeugen und auszugeben,
wie sie für
jeweilige Komponenten des organischen Elektrolumineszenzdisplays
erforderlich sind, und eine Steuerung 700b zum Empfangen
der Spannung VDD von der Spannungsversorgung 700a und zum
selektiven Liefern derselben an das OLED mit verschiedenen Zeitperioden.
Der Spannungsgenerator 700 kann getrennt vom Pixelgebiet
positioniert sein. In diesem Fall kann sich jede Steuerung 700b innerhalb
jedes der Pixel befinden, um die Zufuhr der Spannung Vdd zum entsprechenden
OLED zu steuern.
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Die
Pixelstruktur gemäß der zweiten
Ausführungsform
unterscheidet sich von der gemäß der ersten
Ausführungsform
dahingehend, dass sie nicht über
den dritten NMOS-Transistor Tr3 und die zweite Scanleitung SL2 verfügt, die
das zweite Scansignal S2 zum Einschalten des dritten NMOS-Transistors Tr3 überträgt. Daher
können
beim organischen Elektrolumineszenzdisplay gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung die Herstellkosten und die Pixelfläche weiter verringert werden.
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Um
diese Struktur zu ermöglichen,
ist der Spannungsgenerator 700 vorhanden, um die Zufuhrzeit
der Spannung VDD zum OLED zu kontrollieren.
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Hier
sei darauf hingewiesen, dass die Spannung VDD bei der zweiten Ausführungsform
von zeitlich variierendem Typ ist, obwohl sie bei der ersten Ausführungsform
von nicht zeitlich variierendem Typ ist, da ihr Pegel im Verlauf
der Zeit dauernd konstant ist.
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Nachfolgend
erfolgt eine detaillierte Beschreibung zum Betrieb des organischen
Elektrolumineszenzdisplays mit der oben angegebenen Konfiguration
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung.
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Wie
bereits angegeben, kann die Schaltung der 7 auch in
einer Schaltungsform wiedergegeben werden, bei der eine Last, oder
ein OLED, mit dem Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 (siehe die 3)
verbunden ist. In diesem Fall ist, auf Grund der Verbindung des
OLED mit dem Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1, die
Ausgangsspannung am Drainanschluss desselben umso niedriger, je
höher die
Eingangsspannung an seinem Gateanschluss ist.
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Daher
wird der erste NMOS-Transistor Tr1 bei der zweiten Ausführungsform
so betrieben, dass er die oben angegebene, in der 4 dargestellte
Inverter-Charakteristikkurve 401, ähnlich der bei der ersten Ausführungsform,
zeigt.
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Nachfolgend
wird der Betrieb eines Pixels beim organischen Elektrolumineszenzdisplay
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung auf Grundlage dieses Prinzips detailliert be schrieben.
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Die 9 ist
ein Timingdiagramm der verschiedenen Signale, wie sie an die Schaltung
der 7 gelegt werden, und die 10A ist
ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 7 in der
ersten Periode T1.
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Als
Erstes verbleiben, in der ersten Periode, sowohl das Scansignal
S als auch die Spannung VDD hoch, wie es in der 9 dargelegt
ist. Es wird auch damit begonnen, die Datenspannung Vd vom Datentreiber
an die Datenleitung DL zu legen.
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Im
Ergebnis verbleibt, in der ersten Periode T1, der zweite NMOS-Transistor
Tr2 in der 7 eingeschaltet. Die Schaltungskonfiguration
in der ersten Periode T1, wobei der zweite NMOS-Transistor Tr2 eingeschaltet
bleibt, kann äquivalent
wiedergegeben werden, wie es in der 10A dargestellt
ist.
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Das
heißt,
dass, wie es in der 10A dargestellt ist, der eingeschaltete
zweite NMOS-Transistor Tr2 in Form eines Kurzschlusses ausgedrückt werden
kann. So kann der erste NMOS-Transistor Tr1 in Form einer Diode
als Kurzschluss wiedergegeben werden, der zwischen seinem Gateanschluss und
seinem Drainanschluss ausgebildet ist.
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Aus
diesem Grund zeigen der Gateanschluss und der Drainanschluss des
ersten NMOS-Transistors Tr1 dieselbe Spannung. Anders gesagt, bildet
der Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 einen Eingangsanschluss,
an den die Eingangsspannung gelegt wird und sein Drainanschluss
bildet einen Ausgangsanschluss, von dem die Ausgangsspannung ausgegeben
wird. Wie es in der 4 dargestellt ist, können die
Eingangsspannung Vin und die Ausgangsspannung Vout als gera de Linie 402 ausgedrückt werden,
da sie auf demselben Wert gehalten werden. Dabei kennzeichnet eine
Spannung am Punkt, an dem die gerade Linie 402 in die Charakteristikkurve 401 des
ersten NMOS-Transistors Tr1 einander schneiden, einen Spannungswert,
der an den Gateanschluss und den Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors
Tr1 angelegt wird.
-
Hierbei
wird die an den Gateanschluss und den Drainanschluss des ersten
NMOS-Transistors Tr1 angelegte Spannung schließlich ein Schwellenspannung
Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 gleich. Im Ergebnis wird die
Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 an einen ersten Knoten
angelegt, über
den der Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 und der Kondensator miteinander
verbunden sind.
-
Andererseits
wird, in der ersten Periode T1, die an die Datenleitung DL gelegte
Datenspannung Vd an den zweiten Knoten b gelegt, an dem die Datenleitung
DL und der Kondensator C miteinander verbunden sind. Demgemäß werden
die Schwellenspannung Vth und die Datenspannung Vd an die jeweiligen
beiden Enden des Kondensators C angelegt, um dadurch dafür zu sorgen,
dass die Spannungsdifferenz Vd-Vth zwischen der Datenspannung Vd
und der Schwellenspannung Vth in den Kondensator C geladen wird.
-
Zusammengefasst
gesagt, wird, in der ersten Periode T1, die Spannungsdifferenz Vd-Vth
zwischen der Datenspannung Vd und der Rampenspannung Vramp in den
Kondensator C gespeichert.
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Als
Nächstes
erfolgt nachfolgend eine Beschreibung zum Betrieb der Schaltung
der 7 der zweiten Periode T2.
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Die 10B ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 7 in
der zweiten Periode T2.
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In
der zweiten Periode T2 geht das Scansignal S auf niedrig, und die
Zufuhr der Spannung VDD wird gesperrt, wie es in der 9 dargestellt
ist.
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Im
Ergebnis wird der zweite NMOS-Transistor Tr2 in der 7 ausgeschaltet.
Da die Zufuhr der Spannung VDD gesperrt ist, können die die Spannung VDD liefernde
Spannungsversorgungsleitung 710 und das OLED als voneinander
getrennt wiedergegeben werden.
-
Die
Schaltungskonfiguration der zweiten Periode T2, in der der zweite
NMOS-Transistor Tr2 ausgeschaltet ist und die Zufuhr der Spannung
VDD gesperrt ist, kann äquivalent
so wiedergegeben werden, wie es in der 10B dargestellt
ist.
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Auf
diese Weise wird in der zweiten Periode T2 die Spannungsdifferenz
Vd-Vth zwischen der Datenspannung Vd und der Rampenspannung Vramp, die
im Kondensator C gespeichert ist, aufrechterhalten. Die oben beschriebene
erste und zweite Periode T1 und T2 entsprechend einer Schreibperiode
zum Laden und Aufrechterhalten der Spannungsdifferenz Vd-Vth zwischen
der Datenspannung Vd und der Schwellenspannung Vth im Kondensator
C. In dieser Schreibperiode emittiert das OLED kein Licht. Selbstverständlich kann
das OLED in der ersten Periode T1 Licht emittieren, wenn die Datenspannung
Vd hoch ist. Da jedoch die erste Periode T1 ziemlich kurz ist, kann
der gesamte Schirm als in dieser Periode in schwarz angezeigt betrachtet
werden.
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Folgend
auf die Schreibperiode startet eine Anzeigeperiode. Nachfolgend
erfolgt eine detaillierte Beschreibung zum Betrieb der Schaltung
der 7 in der Anzeigeperiode.
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Die 10C ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 7 in
der Anzeigeperiode.
-
In
der Anzeigeperiode emittiert das OLED tatsächlich Licht, um ein Bild anzuzeigen.
In dieser Periode bleibt das Scansignal S niedrig, und die Zufuhr
der Spannung VDD wird wieder aufgenommen. Auch wird in dieser Periode
die Rampenspannung Vramp vom Datentreiber ausgegeben und dann an die
Datenleitung DL gegeben. Das heißt, dass der Datentreiber die
Datenspannung Vd in der oben angegebenen Schreibperiode und die
Rampenspannung Vramp in der folgenden Anzeigeperiode ausgibt.
-
Die
Datenspannung Vd und die Rampenspannung Vramp sind dieselben wie
bei der ersten Ausführungsform,
und so wird eine zugehörige
Beschreibung weggelassen.
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Nachfolgend
erfolgt eine Beschreibung zum Betrieb der Schaltung der 7 für den Fall,
dass die Rampenspannung Vramp von der Datenleitung DL an den zweiten
Knoten b geliefert wird.
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Als
Erstes wird, in der Schreibperiode, die Datenspannung Vd an den
zweiten Knoten b geliefert. Danach wird, in der Anzeigeperiode,
der zweite Knoten b mit der Rampenspannung Vramp aktualisiert. Im
Ergebnis wird, auf Grund der im Kondensator C gespeicherten Spannungsdifferenz
Vd-Vth, eine Spannungsdifferenz Vramp-(Vd-Vth) zwischen der an den
zweiten Knoten b gelegten Rampenspannung Vramp und der im Kondensator
C gespeicherten Spannung Vd-Vth an den ersten Knoten a gelegt.
-
Das
heißt,
dass die Rampenspannung Vramp am zweiten Knoten b aufrechterhalten
wird und die Spannungsdifferenz Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a aufrechterhalten
wird.
-
Dabei
wird, wenn die an den zweiten Knoten b in der Anzeigeperiode gelegte
Rampenspannung Vramp niedriger als die in der Schreibperiode an
den zweiten Knoten b angelegte Datenspannung Vd ist, die Spannung
Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a niedriger als die Schwellenspannung
Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1. Hierbei wird, da der erste Knoten
a den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 bildet, eine
Spannung unter der Schwellenspannung Vth desselben an seinen Gateanschluss
gelegt, wenn die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung
Vramp niedriger als die Datenspannung Vd ist. Im Ergebnis wird der
erste NMOS-Transistor ausgeschaltet, um dadurch dafür zu sorgen,
dass das OLED kein Licht emittiert. Diese Periode entspricht der
dritten Periode T3 in der Anzeigeperiode der 9.
-
Indessen
wird, zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte
Rampenspannung Vramp der Datenspannung Vd gleich wird, da sie im Verlauf
der Zeit linear ansteigt, die Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten
Knoten a der Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 gleich.
-
Hierbei
wird, da der erste Knoten a den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors
Tr1 bildet, wie bereits angegeben, eine der Schwellenspannung Vth
desselben entsprechende Spannung an seinen Gateanschluss gelegt,
wenn die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp der Datenspannung
Vd gleich ist. In diesem Fall wird der erste NMOS-Transistor Tr1
ein- oder ausgeschaltet. So emittiert das OLED Licht, oder es flackert.
Diese Periode entspricht der Grenze zwischen der dritten Periode
T3 und der vierten Periode T4 in der Anzeigeperiode der 9.
-
Danach
wird, zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte
Rampenspannung Vramp höher
als die Datenspannung Vd wird, da sie im Verlauf der Zeit linear
ansteigt, die Spannung am ersten Knoten a höher als die Schwellenspannung Vth
des ersten NMOS-Transistors Tr1. Hierbei wird, da der erste Knoten
a den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 bildet, wie
bereits angegeben, eine Spannung über der Schwellenspannung Vth desselben
an seinen Gateanschluss gelegt, wenn die an den zweiten Knoten b
gelegte Rampenspannung Vramp höher
als die Datenspannung Vd ist. In diesem Fall wird der erste NMOS-Transistor
Tr1 eingeschaltet. Demgemäß emittiert
das OLED Licht, um im entsprechenden Pixel eine Bildeinheit anzuzeigen. Diese
Periode entspricht der vierten Periode T4 in der Anzeigeperiode
der 9.
-
Danach
wird, zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte
Rampenspannung Vramp erneut der Datenspannung Vd gleich wird, da sie
im Verlauf der Zeit linear abnimmt, die Entspannung am ersten Knoten
a erneut der Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1
gleich, wie oben angegeben. Im Ergebnis emittiert das OLED Licht,
oder es flackert. Diese Periode entspricht der Grenze zwischen der
vierten Periode T4 und der fünften
Periode T5 in der Anzeigeperiode der 6.
-
Danach
wird, zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte
Rampenspannung Vramp niedriger als die Datenspannung Vd wird, da sie
im Verlauf der Zeit linear abnimmt, die Spannung Vramp-(Vd-Vth)
am ersten Knoten a niedriger als die Schwellenspannung Vth des ersten
NMOS-Transistors Tr1, wie oben angegeben. Im Ergebnis emittiert das
OLED kein Licht. Diese Periode entspricht der fünften Periode T5 in der Anzeigeperiode
der 9.
-
Auf
diese Weise emittiert das OLED in der Anzeigeperiode Licht, oder
es flackert. Je länger
die vierte Periode T4 ist, d.h., je länger die Lichtemissionszeit
des OLEDs ist, desto höher
ist die Helligkeit desselben. Dagegen ist die Helligkeit des OLED umso
niedriger, je größer die
vierte Periode T4 ist, d.h. je kürzer
seine Lichtemissionszeit ist.
-
Dies
bedeutet, dass durch feines Unterteilen der Lichtemissionszeit des
OLED verschiedene Graustufen wiedergegeben werden können.
-
Hierbei
hängt die
Länge der
vierten Periode T4 vom Pegel der an den zweiten Knoten b gelegten Datenspannung
Vd ab. Das heißt,
dass dann, wenn die Datenspannung Vd höher ist, die Periode, in der die
Rampenspannung Vramp höher
als die Datenspannung Vd ist, verkürzt ist. Im Ergebnis wird die Länge der
vierten Periode T4 kürzer,
was zu einer Verkürzung
der Lichtemissionszeit des OLED führt. Wenn dagegen die Datenspannung
Vd niedriger ist, ist die Periode, in der die Rampenspannung Vramp höher als
die Datenspannung Vd ist, verlängert.
Im Ergebnis wird die Länge
der vierten Periode T4 länger,
was zu einer Verlängerung
der Lichtemissionszeit des OLED führt.
-
Indessen
wird, bei dieser Ausführungsform, die
Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 in der Schreibperiode
erhalten, bevor das OLED Licht emittiert und dann wird sie von der
Datenspannung Vd subtrahiert, und der sich ergebende Wert wird in
den Kondensator C eingespeichert. Das heißt, dass im Kondensator C Information
hinsichtlich der Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors
Tr1 gespeichert wird. Die gespeicherte Schwellenspannung Vth wird
durch diejenige des ersten NMOS-Transistors Tr1 in der folgenden
Anzeigeperiode aufgehoben und entfernt.
-
Das
heißt,
dass, wie es aus der Gleichung ersichtlich ist, die die Spannung
Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a in der Anzeigeperiode repräsentiert, die
in der Spannung Vramp-(Vd-Vth)
am ersten Knoten a enthaltene Schwellenspannung Vth durch diejenige
des ersten NMOS-Transistors Tr1, wenn sie an dessen Gateanschluss
eingegeben wird, aufgehoben und entfernt wird. Ob der erste NMOS-Transistor
Tr1 eingeschaltet wird, wird abhängig
davon bestimmt, ob die verbliebene Spannung, d.h. eine Spannung
Vramp-Vd, die dadurch erhalten wird, dass die Schwellenspannung
Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 aus der Spannung Vramp-(Vd-Vth)
am ersten Knoten a ausgeschlossen wird, positive oder negative Polarität aufweist.
-
Hierbei
differiert, wie es aus der Gleichung Vramp-Vd erkennbar ist, die
Polarität
der Spannung am ersten Knoten a abhängig davon, ob die Rampenspannung
Vramp höher
oder niedriger als die 1 Datenspannung Vd ist. Genauer gesagt, wird,
wie es aus der Gleichung Vramp-Vd erkennbar ist, wenn die Rampenspannung
Vramp höher
als die Datenspannung Vd ist, die Spannung am ersten Knoten a auf der
positiven Polarität
gehalten, was dafür
sorgt, dass der erste NMOS-Transistor Tr1 eingeschaltet wird. Wenn
dagegen die Rampenspannung Vramp niedriger als die Datenspannung
Vd ist, wird die Spannung am ersten Knoten a auf der negativen Polarität gehalten,
was dafür
sorgt, dass der erste NMOS-Transistor Tr1 ausgeschaltet wird.
-
Daher
wird, obwohl die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistor
Tr1 auf Grundlage einer Beeinträchtigung
desselben variiert, das organische Elektrolumineszenzdisplay gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung durch eine derartige Variation nicht beeinflusst.
Im Ergebnis wird das organische Elektrolumineszenzdisplay gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung normal betrieben, obwohl die Schwellenspannung Vth
auf Grund einer Beeinträchtigung
des ersten NMOS-Transistors Tr1 variiert. Ferner kann das organische
Elektrolumineszenzdisplay gemäß der zweiten
Ausführungsform
die Pixeleinheitsfläche
und die Herstellkosten dadurch senken, dass die Anzahl der Schaltbauteile
und die Anzahl der Scanleitungen SL im Vergleich zu denen bei der
ersten Ausführungsform
verringert werden können.
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Wie
es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, zeigen das organische
Elektrolumineszenzdisplay und das Verfahren zur Ansteuerung desselben
gemäß den veranschaulichten
Ausführungsformen
der Erfindung die folgenden Vorteile.
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Erstens
wird die Schwellenspannung des ersten NMOS-Transistors in der Schreibperiode
vor der Anzeigeperiode immer abgespeichert und dann durch die Schwellenspannung
des ersten NMOS-Transistors in der folgenden Anzeigeperiode aufgehoben
und entfernt. Daher wird, obwohl die Schwellenspannung des ersten
NMOS-Transistors auf Grund einer Beeinträchtigung desselben variiert, das
organische Elektrolumineszenzdisplay durch eine derartige Variation
nicht beeinflusst. Im Ergebnis kann das organische Elektrolumineszenzdisplay
auf solche Weise angesteuert werden, dass unabhängig von einer Variation der
Schwellenspannung des ersten NMOS-Transistors hohe Zuverlässigkeit
aufrechterhalten werden kann.
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Zweitens
wird die Spannung des ersten NMOS-Transistors auf zeitlich variierende
Weise gesteuert, was zu einer Verringerung der Anzahl von Schaltbauteilen
und der Anzahl der Scanleitungen zum Einschalten derselben führt. Daher
ist es möglich,
die Fläche
einer Pixeleinheit und die Herstellkosten zu verringern.
-
Für den Fachmann
ist es ersichtlich, dass an der Erfindung verschiedene Modifizierungen
und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken
oder Schutzumfang der Erfindungen abzuweichen. So soll die Erfindung
die Modifizierungen und Variationen derselben abdecken, vorausgesetzt,
dass sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente
fallen.