DE60131552T2 - Anzeigevorrichtung, treiberverfahren dafür, sowie elektronisches gerät - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Anzeigevorrichtungen und insbesondere eine Verbesserung der Anzeigequalität davon. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren und ein elektronisches Gerät.
  • Ein Beispiel einer Anzeigevorrichtung, welche die vorliegende Erfindung betrifft, ist eine organische elektrolumineszierende Anzeigevorrichtung. Organische elektrolumineszierende Bauelemente (OELDs für engl. organic electroluminescent devices) umfassen eine Schicht (aktive Schicht) eines organischen, Licht emittierenden Materials, häufig ein Licht emittierendes Polymer, das zwischen zwei Elektroden in Sandwichbauweise eingefügt ist, welche verwendet werden, um einen Strom durch das aktive Material durchzuführen. Das Bauelement verhält sich im Wesentlichen wie eine Diode, und die Intensität der Lichtemission ist eine Funktion des Durchlassvorspannungsstroms, der angelegt wird. Die Bauelemente sind gute Kandidaten für die Herstellung von Anzeigefeldern.
  • Eine Grundvoraussetzung für ein Anzeigefeld ist eine Fähigkeit, grafische Bilder von guter Qualität anzuzeigen. Dies hängt von der Fähigkeit der einzelnen Pixel ab, einen Bereich von Helligkeitsintensität zu erzeugen. Die Bildqualität verbessert sich mit einer Zunahme der Anzahl von Grauskalen. Der herkömmlich verwendete Standard ist 3×8 Bit Farbe, was 256 Grauskalen je Farbe entspricht. Dieser Standard wird in vielen heutigen Anwendungen verwendet.
  • Es wurden verschiedene Verfahren zur Erzeugung von Grauskalen mit einer analogen Treiberschaltung für OELD-Anzeigen vorgeschlagen. Die herkömmliche Technik ist, das GELD mit einem spannungsabhängigen Strom anzusteuern, und dies ermöglichte die Implementierung von OELD-Aktivmatrixanzeigen. Eine typische Anordnung davon ist in 1 dargestellt.
  • Wenn, wie in 1 dargestellt, ein Transistor T1 ausgewählt wird (durch eine Spannung VSsel), schaltet er sich ein, und die Datenspannung (Vdat) wird zum Gatter eines Transistors T2 übertragen. Angenommen, T2 wird in der Sättigungsregion vorgespannt, dann wird die Datenspannung Vdat in Strom umgewandelt, welcher das GELD auf die erforderliche Helligkeitsintensität treibt.
  • Die Änderung von Schwellenspannungen der Transistoren ist jedoch ein sehr bedeutendes Problem bei der praktischen Implementierung der zuvor beschriebenen Anzeigefelder. Ein anderes bedeutendes Problem ist der hohe Leistungsverbrauch dieser Schaltungen.
  • Ein alternatives Verfahren zur Bereitstellung von Grauskalen ist, eine Flächenaufrasterungstechnik zu verwenden, bei welcher jedes Pixel in eine Anzahl von Subpixeln geteilt wird, vorzugsweise mit binär gewichteten Flächen. Jedes Subpixel wird so angesteuert, dass es entweder ganz ein oder ganz aus ist. Demnach kann ein digitaler Treiber verwendet und ein Leistungsverbrauch verringert werden. Diese Technik hat jedoch den Nachteil, dass die Feldgröße vergrößert wird (da jedes Pixel durch eine Anzahl von Subpixeln ersetzt wird und in der Grenze jedes Subpixel dieselbe Größe wie ein herkömmliches Pixel aufweist) und es außerdem eine große Zunahme in der Anzahl von Signalleitungen gibt, die erforderlich sind (aufgrund der Notwendigkeit, jedes Subpixel anzusteuern).
  • US 5,977,942 offenbart ein Flüssigkristallfarbanzeigeelement, in welchem die Ausgabe von einer Videosteuereinheit mit einem Bezugssignal verglichen und das Ergebnis ausgegeben wird, um eine FCLD anzusteuern.
  • EP 0 953 959 offenbart eine Anzeigevorrichtung aus einem elektrooptischen Material, in welcher ein Rampensignalgenerator und zwei Inverter verwendet werden, um die Eingabe in eine Pixelelektrode zu steuern.
  • US 5,184,114 offenbart eine Anzeigevorrichtung, in welcher Reihenansteuerungssignale mit einem Bezugssignal verglichen und die Ausgaben verwendet werden, um eine Lichtemissionsdiode in jedem Pixel anzusteuern.
  • Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine GELD-Anzeigevorrichtung mit guten Grauskaleneigenschaften bereitzustellen, welche die zuvor erwähnten Nachteile mäßigt.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Anzeigevorrichtung bereitgestellt, welche umfasst:
    eine Mehrzahl von Abtastleitungen;
    eine Mehrzahl von Datenleitungen;
    eine Mehrzahl von Leitungen zeitlich veränderlicher Signale, die sich entlang einer Richtung erstrecken, welche die Mehrzahl von Datenleitungen schneidet;
    eine Mehrzahl von Treiberschaltungs-Versorgungsspannungsleitungen;
    eine Mehrzahl von gemeinsamen Betriebsspannungsleitungen; und
    eine Mehrzahl von Pixeln, wobei jedes der Mehrzahl von Pixeln umfasst:
    ein erstes Durchgangsgatter, das durch ein Abtastsignal gesteuert wird, das durch eine Abtastleitung der Mehrzahl von Abtastleitungen zugeführt wird;
    einen Komparator, der mit einer Treiberschaltungsversorgungsleitung der Mehrzahl von Treiberschaltungs-Versorgungsspannungsleitungen gekoppelt ist;
    ein Lichtemissionselement; und
    ein zweites Durchgangsgatter, das zwischen das Lichtemissionselement und eine gemeinsame Betriebsspannungsleitung der Mehrzahl von gemeinsamen Betriebsspannungsleitungen in Reihe geschaltet ist,
    wobei:
    die Anzeigevorrichtung ferner Mittel zum Zuführen eines Datensignals zum Komparator durch das erste Durchgangsgatter (SW1) und eine Datenleitung der Mehrzahl von Datenleitungen umfasst;
    der Komparator so ausgelegt ist, dass er einen Vergleich des Datensignals mit einem zeitlich veränderlichen Signal von einer Leitung zeitlich veränderlicher Signale der Mehrzahl von Leitungen zeitlich veränderlicher Signale durchführt; und
    der Komparator so ausgelegt ist, dass er ein Ausgangssignal auf der Basis des Vergleichs an ein Gatter des zweiten Durchgangsgatters ausgibt, um das Lichtemissionselement mit einem PWM-Treibersignal zu versorgen.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Treiberverfahren für eine Anzeigevorrichtung bereitgestellt, welches umfasst:
    eine Mehrzahl von Abtastleitungen;
    eine Mehrzahl von Datenleitungen;
    eine Mehrzahl von Leitungen zeitlich veränderlicher Signale, die sich entlang einer Richtung erstrecken, welche die Mehrzahl von Datenleitungen schneidet;
    eine Mehrzahl von Treiberschaltungs-Versorgungsspannungsleitungen;
    eine Mehrzahl von gemeinsamen Betriebsspannungsleitungen; und
    eine Mehrzahl von Pixeln, wobei jedes der Mehrzahl von Pixeln umfasst:
    ein erstes Durchgangsgatter, das durch ein Abtastsignal gesteuert wird, das durch eine Abtastleitung der Mehrzahl von Abtastleitungen zugeführt wird;
    einen Komparator, der mit einer Treiberschaltungsversorgungsleitung der Mehrzahl von Treiberschaltungs-Versorgungsspannungsleitungen gekoppelt ist;
    ein Lichtemissionselement; und
    ein zweites Durchgangsgatter, das zwischen das Lichtemissionselement und eine gemeinsame Betriebsspannungsleitung der Mehrzahl von gemeinsamen Betriebsspannungsleitungen in Reihe geschaltet ist,
    das Treiberverfahren gekennzeichnet durch Umfassen:
    Zuführen eines Datensignals zum Komparator durch das erste Durchgangsgatter und eine Datenleitung der Mehrzahl von Datenleitungen,
    Durchführen eines Vergleichs des Datensignals mit einem zeitlich veränderlichen Signal, das von einer Leitung zeitlich veränderlicher Signale der Mehrzahl von Leitungen zeitlich veränderlicher Signale zugeführt wird, wobei der Vergleich durch den Komparator durchgeführt wird, der im Pixel enthalten ist; und
    Ausgeben eines Ausgangssignals auf der Basis des Vergleichs an ein Gatter des zweiten Durchgangsgatters, um das Lichtemissionselement mit einem PWM-Treibersignal zu versorgen.
  • Demnach stellt die vorliegende Erfindung eine Pulsbreitenmodulation der Ein-Periode eines Pixels bereit, und die integrierende Funktion des menschlichen Auges nimmt dies als eine Modulation der Intensität des emittierten Lichts wahr. Eine Modulation der Ein-Periode steht in krassem Gegensatz zur herkömmlichen Helligkeitssteuerung, d. h. der Steuerung der momentanen Amplitude des zugeführten Stroms.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich als ein weiteres Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben, wobei:
  • 1 ein Schaltbild eines herkömmlichen Treibers auf Pixelebene in einem GELD-Anzeigefeld ist;
  • 2 ein Schaltbild eines Treibers auf Pixelebene in einem GELD-Anzeigefeld gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 3 ein detailliertes Schaltbild und Betriebswellenformen für eine Implementierung des Komparators veranschaulicht, der in der Schaltung von 2 dargestellt ist;
  • 4 Ansteuerungswellenformen in der Schaltung von 2 darstellt;
  • 5 ein Schaltbild ist, das die Verwendung eines integrierten Wellenformgenerators veranschaulicht;
  • 6 ein verallgemeinertes synchrones Ansteuerungsschema veranschaulicht;
  • 7 ein verallgemeinertes asynchrones Ansteuerungsschema veranschaulicht;
  • 8A und 8B die Bedeutung des Verwendens von höheren Frequenzen im asynchronen Ansteuerungsschema darstellen;
  • 9A und 9B die Einbeziehung einer Gammakorrektur in die Ansteuerspannung veranschaulichen;
  • 10 ein detailliertes Schaltbild eines Sägezahnwellengenerators ist;
  • 11 eingegebene Wellenformen für die Schaltung von 10 darstellt;
  • 12A und 12B Grauskalen darstellen, die in einem spezifischen Beispiel erhalten werden;
  • 13 eine schematische Ansicht eines mobilen Personalcomputers ist, der eine Anzeigevorrichtung mit einem Pixeltreiber gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst;
  • 14 eine schematische Ansicht eines Mobiltelefons ist, das eine Anzeigevorrichtung mit einem Pixeltreiber gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst; und
  • 15 eine schematische Ansicht einer Digitalkamera ist, die eine Anzeigevorrichtung mit einem Pixeltreiber gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • Zunächst erfolgt eine Beschreibung der Konfiguration auf Pixelebene gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Demnach ist 2 ein Schaltbild eines einzelnen Pixels 10 innerhalb einer OELD-Aktivmatrixanzeigevorrichtung. Die Schaltung ist unter Verwendung von Polysilicium-TFT-Komponenten implementiert und umfasst einen MOS-Eingangskomparator 12 und zwei Durchgangsgatter SW1 und SW2. Die Verwendung von Durchgangsgattern vermeidet eine sogenannte „Durchführung", d. h. ein eine Kopplung mit anderen Schaltungsspannungen. Der invertierende Eingang (+) des Komparators 12 ist mit einer Wellenformquelle Vsaw verbunden. Der nichtinvertierende Eingang (–) ist mit einem Speicherkondensator C1 und einem Durchgangsgatter SW1 verbunden. Das Durchgangsgatter SW1 wird durch eine Wellenform Vsel gesteuert. Der Ausgang des Komparators ist mit einem Durchgangsgatter SW2 verbunden. Das Durchgangsgatter SW2 steuert den Strom, der in das organische Lichtmissionselement 14 fließt. Durch Anlegen eines zeitlich veränderlichen Signals an Vsaw wird das Lichtemissionselement 14 für eine Zeitdauer eingeschaltet, die vom Wert der Datenspannung Vdat abhängt, welche an die andere Seite des Durchgangsgatters SW1 im Vergleich zum Kondensator C1 und dem Komparator 12 angelegt wird.
  • In einem Zeilenansteuerungsschema setzt Vsel den Zustand des Durchgangsgatters SW1 der Pixelelemente auf dieselbe Reihe. Wenn das Durchgangsgatter SW1 geschlossen wird, wird die Datenspannung Vdat zum invertierenden Eingang des Komparators 12 und zum Kondensator C1 übertragen. Wenn das Durchgangsgatter SW1 geöffnet wird, dann wird die Datenspannung durch den Kondensator C1 gespeichert. Dann wird die Wellenform Vsaw ausgelöst. Wenn die Spannung V+ am invertierenden Eingang des Komparators 12 kleiner als die Spannung V– am nichtinvertierenden Eingang davon ist, gibt der Komparator ein LO-Signal aus, welches das Lichtemissionselement 14 in den Ein-Zustand versetzt. Wenn die Spannung V+ am invertierenden Eingang des Komparators 12 größer als die Spannung V– am nichtinvertierenden Eingang davon ist, gibt der Komparator ein HI-Signal aus, welches das Lichtemissionselement 14 in den Aus-Zustand versetzt. Folglich moduliert die Datenspannung, die durch den Kondensator C1 gespeichert wird, die Dauer, für welche während einer Bilddauer das Lichtemissionselement 14 im Ein-Zustand bleibt.
  • Die Bilddauer könnte normalerweise 20 ms sein, und mit der Ansprechzeit des Lichtemissionselements 14, die in der Größenordnung von Nanosekunden ist, werden die Geschwindigkeit der Polysilicium-TFTs und jegliche Streukapazität zu den Begrenzungsfaktoren im Betrieb des Ansteuerungsschemas. Das heißt, es kann ein außergewöhnlich wirksames Schalten erreicht werden.
  • In der Schaltung, die in 2 veranschaulicht ist, wird eine gemeinsame Betriebsspannung VOELD für alle GELD-Pixel derselben Art verwendet. Die Spannung VOELD wird extern eingestellt und ist von der Versorgungsspannung VDD der Treiberschaltung unabhängig. Dies erhöht die Flexibilität des Steuerns der Vorspannungsbedingungen für die OELDs erheblich.
  • Es erfolgt nun eine Beschreibung der ausführlichen Überlegungen, welche die praktische Implementierung des Komparators 12 betreffen, der in der Schaltung von 2 verwendet wird.
  • Da ein eigener Komparator für jedes Pixel vorgesehen ist, sollten die Schaltungsfläche und der Leistungsverbrauch des Komparators so klein beziehungsweise so niedrig als möglich gehalten werden. Um eine hohe Anzahl von Grauskalen zu erreichen, muss der Komparator außerdem imstande sein, einen kleinen Unterschied in Eingangsspannungen zu unterscheiden. Wenn zum Beispiel gewünscht wird, 256 Grauskalen mit einem Spannungshub von 0 V bis 5 V zu implementieren, dann ist klarerweise etwas in der Größenordnung von ΔV = 19,5 mV geeignet. Demnach muss ein Schalten sehr schnell sein, aber infolge der vorangehenden Erörterung ist es gut innerhalb der Fähigkeit der beschriebenen Schaltung.
  • Ein detailliertes Schaltbild einer Implementierung des Komparators 12 von 2 ist in 3 veranschaulicht. Die Schaltung von 3 umfasst zwei Stufen: einen CMOS-Differenzverstärker 16 und einen CMOS-Inverter 18. Der CMOS-Inverter 18 schaltet das Durchgangsgatter SW2 sehr schnell ganz ein oder ganz aus. Für Zwecke der Pegelumsetzung kann die Leistungszufuhr der Inverterstufe 18 von jener der Differenzstufe 16 verschieden sein.
  • Die Differenzstufe 16 umfasst die Drain-Source-Reihenverbindungsschaltung der Transistoren 20, 21 und 23, die zwischen den VDD-Verbindungsbus und Erde geschaltet sind, zusammen mit der ähnlich verbundenen Schaltung von Transistoren 20, 22 und 24, wobei die Transistoren 22 und 24 zu den Transistoren 21 und 23 parallel geschaltet sind. Die jeweiligen Gates der Transistoren 21 und 22 stellen die beiden Eingangsanschlüsse (+), (–) des Komparators 12 bereit, wohingegen das Gate des Transistors 20 eine Vorspannung Vbias empfängt. Die Ausgangsstufe 18 umfasst zwei Transistoren 25 und 26, welche zwischen den VDD- Verbindungsbus und Erde source-drain-reihengeschaltet sind. Die Ausgabe Vout des Komparators wird von der Verbindung zwischen den Transistoren 25 und 26 aufgenommen, und die Gates davon empfangen ihre Eingaben vom Übergang zwischen den Transistoren 21 und 23.
  • Die Schaltung, die in 3 veranschaulicht ist, verwendet sieben TFTs. Ein Verwenden eines jeweiligen TFTs für SW1 und SW2 ergibt insgesamt neun je Pixel.
  • Es erfolgt nun eine Beschreibung von verschiedenen Aspekten des Implementierens eines Anzeigefelds, das die zuvor beschriebene Ausführungsform der Schaltungsanordnung auf Pixelebene umfasst.
  • 4 veranschaulicht Wellenformen, welche mit der Schaltung von 2 verwendet werden können. 4 umfasst zwei Diagramme (a) und (b), in welchen die Wellenformen Vscan, Vsaw und Vout dargestellt sind. Vout ist der Treiberimpuls, der an das GELD angelegt wird. 4(a) und (b) unterscheiden sich in der Form der Wellenform, die für Vsaw verwendet wird. In 4(a) ist die Wellenform von Vsaw ein Sägezahn, während in 4(b) die Wellenform von Vsaw dreieckig ist. Bei Verwenden der Sägezahnwellenform von 4(a) beginnt der Ausgangsimpuls stets am Anfang jedes Bildes. Demnach liefert die Sägezahnwellenform von 4(a) eine lineare Grauskala, da sie einen Bezugszeitpunkt für das Auge bereitstellt, um mit einem Integrieren für jedes Bild zu beginnen. Für die dreieckige Wellenform von 4(b) tritt die Mitte des Ausgangsimpulses stets beim mittleren Zyklus auf.
  • Im Wesentlichen alle Pixel in derselben Reihe der Matrix teilen sich dieselbe Ansteuerungswellenform, die mit Vsaw/m bezeichnet ist, wobei m anzeigt, dass es die m-te Reihe der Matrix ist, welche in Betracht gezogen wird. Wenn Reihen nacheinander angesteuert werden, sollten die Ansteuerungswellenformen für die nächste Reihe, die mit Vsaw/m+1 bezeichnet ist, eine Verzögerung oder eine Phasenverschiebung von Tframe/M einbeziehen, wobei Tframe die Bilddauer ist und M die Gesamtanzahl von Reihen in der Matrix ist. Wenn demnach die Anzeige extern angesteuert wird, sind insgesamt M Zusammenschaltungen erforderlich. Dies kann ein Problem für Anzeigen mit hoher Auflösung sein. Demnach wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein integrierter Wellenformgenerator bereitgestellt, durch welchen die Anzahl von Zusammenschaltungen verringert werden kann.
  • 5 ist ein Schaltbild, das die Verwendung eines integrierten Wellenformgenerators veranschaulicht. Der Wellenformgenerator 30 empfängt getrennte Haupt- und Bezugsspannungseingaben Vmaster und Vref. Der Wellenformgenerator 30 empfängt auch eine Eingabe von Vscan/m. Die Generatorausgabe Vsaw/m wird an alle Pixel 10 in einer bestimmten Reihe der Matrix angelegt.
  • Idealerweise ist die Funktion der Generatoren jedoch, dieselbe Wellenform mit einer einzigen Phasenverschiebung für jede Reihe von Pixelelementen bereitzustellen. Die genaue Zeitsteuerungs- und Datenspannungsbeziehung wird zu einer größeren Herausforderung, wenn die räumliche Veränderung von TFT-Charakteristiken gegenüber einem Anzeigefeld berücksichtigt wird. Dieses Problem kann jedoch durch Bereitstellen des Haupttakts Vmaster und der Bezugsspannungsquelle Vref gelöst werden, um zu gewährleisten, dass Ausgaben von allen Wellenformgeneratoren gleich sind, aber eine unterschiedliche Phasenverschiebung aufweisen.
  • Der Wellenformgenerator sollte mit Vscan/m synchronisiert sein, und demnach kann das Signal Vscan/m als ein Auslöser verwendet werden.
  • Aus der vorhergehenden Beschreibung ist ein verallgemeinertes synchrones Ansteuerungsschema in 6 veranschaulicht. Es sind zwei Reihen und sechs Spalten von Pixeln veranschaulicht. Wie durch R, G, B bezeichnet, die Rot, Grün und Blau anzeigen, kann das Lichtemissionselement in jedem Pixel so ausgelegt sein, dass es Licht von verschiedenen Farben emittiert, wodurch eine Vollfarbanzeige implementiert wird. Die Pixel werden durch einen Datentreiber 32 und einen Reihentreiber 34 angesteuert. Ein eigener Wellenformgenerator WG ist für jede Reihe vorgesehen, und die Signale, die angelegt werden, sind in 6 angezeigt. Jeder Wellenformgenerator ist mit dem Abtastleitungssignal synchronisiert, und die Mindestbetriebsfrequenz ist gleich der Bildrate.
  • Die Anzeige kann auch asynchron angesteuert werden. Ein asynchrones Ansteuerungsschema ist in 7 dargestellt. Der Unterschied zwischen dieser Anordnung und der in 6 veranschaulichten ist, dass ein einziger Wellenformgenerator für die gesamte Anzeige verwendet wird, statt einen je Reihe zu verwenden. Bei dieser Anordnung kann der Wellenformgenerator auf dem Anzeigefeld integriert sein, oder er kann leicht außerhalb des Feldes bereitgestellt werden. Die Wellenform ist vom Abtastleitungssignal unabhängig, und es können demnach höhere Betriebsfrequenzen verwendet werden, um dadurch eine bessere Bildqualität zu erhalten. Die Bedeutung des Verwendens von höheren Frequenzen ist in 8A und 8B zu erkennen, das heißt, die verbesserte Grauskalengenauigkeit von 8B (hohe Frequenz VDRV) im Vergleich zu 8B (niedrige Frequenz VDRV) ist leicht zu erkennen. Diese Erscheinung ist für bewegliche Bilder wichtig, kann tatsächlich aber für Standbilder ignoriert werden.
  • Es ist auch möglich, eine Gammakompensation in die Ansteuerungswellenform einzubeziehen. Dies ist in 9A und 9B veranschaulicht, welche eine Gammakorrektur darstellen, die in die Ansteuerspannung VDRV einbezogen ist.
  • 10 ist ein detailliertes Schaltbild eines Sägezahnwellenformgenerators, wie er beispielsweise in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Die Schaltung empfängt ein Eingangssignal Vgray, welches an einen Anschluss eines Kondensators C20 angelegt wird. Der andere Anschluss des Kondensators C20 ist mit einer Seite jedes von Schaltern SW10 und SW20 verbunden. Diese Schalter SW10 und SW20 werden durch Signale ϕ1 beziehungsweise ϕ2 gesteuert. Die andere Seite des Schalters SW20 ist über einen Kondensator C10 und außerdem über einen Schalter SW30, der durch das Signal Vscan gesteuert wird, an Erde gelegt. Die Schalter SW20, SW30 und der Kondensator C10 sind mit dem Eingang eines Puffers 36 mit dem Verstärkungsfaktor 1 verbunden. Der Schalter SW10 steuert eine Rückkopplungsschleife vom Ausgang des Puffers 36. Die Ausgabe des Puffers 36 wird an ein Tiefpassfilter L. P. angelegt, das aus einem Widerstand und einem Kondensator besteht. Die Ausgabe des Filters L. P. liefert die Generatorausgabe Vsaw.
  • Wie bereits erwähnt, weist die Schaltung vier Eingaben Vgray, ϕ1, ϕ2 und Vscan) und eine Ausgabe auf. Die eingegebenen Wellenformen sind in 11 dargestellt.
  • Die Wellenform Vgray funktioniert zwischen 0 V und einem Maximalpegel, sagen wir h. Die Wellenformen ϕ1 und ϕ2 sind nicht überlappende Taktimpulse, und Vscan ist dasselbe Signal wie in der Abtastleitung. Wenn Vscan auf HI übergeht, werden Daten zum Pixelspeicherkondensator übertragen, wie bereits erwähnt. Gleichzeitig signalisiert Vscan dem SW30, zu schließen, so dass der Eingang des Puffers mit Verstärkungsfaktor 1 auf 0 V ist und C10 entladen wird. Tatsächlich wirkt dies als eine Rückstellung und setzt den Ausgang auf null. Wenn Vscan auf LO übergeht, wird SW30 geöffnet. Die Wellenform Vgray = 0 V, wenn SW20 geschlossen ist und SW geöffnet ist. Der Übergang von Vgray von 0 V auf h erhöht die Eingangsspannung am Puffer mit dem Verstärkungsfaktor 1. Wenn C10 = C20 entspricht dieses Inkrement h/2. Wenn Vgray = h, wird SW20 geöffnet und SW10 wird geschlossen. Die Eingangspannung des Puffers 36 mit dem Verstärkungsfaktor 1 wird durch C10 gespeichert. Diese Spannung wird durch die Ausgabe des Puffers mit Verstärkungsfaktor 1 reflektiert und mit C20 verbunden, während Vgray auf 0 V zurückkehrt. Als Nächstes wird SW10 geöffnet, und dann wird SW20 geschlossen, und dann geht Vgray von 0 V auf h über. Dies erhöht die Spannung am Eingang des Puffers 36 mit dem Verstärkungsfaktor 1 weiter. Wenn C10 = C20, entspricht dieses Inkrement h/2, und die resultierende Spannung wird zu h. Dies geht weiter, und die Ausgabe des Puffers 36 mit Verstärkungsfaktor 1 nimmt eine Stufenform an. Wenn die Ausgabe durch das Tiefpassfilter L. P. durchgeführt wird, wird das Ausgangssignal eine stufenlose Rampe.
  • Es ist zu erkennen, dass die beschriebenen Anordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung bestehende analoge Videosignale als Eingangssignale verwenden können.
  • Beispiel
  • Ein Beispiel wurde unter Verwendung der zuvor beschriebenen Schaltungen mit Polysilicium-TFTs implementiert. Bei Verwenden eines Datenspannungsbereichs von 0 V bis 5 V wurden 256 Grauskalen implementiert.
  • Nach der Datenübertragung, welche normalerweise in den ersten 20 μs stattfindet, wurde die Bilddauer in 256 Abschnitte geteilt. Für eine Bildrate von 50 Zyklen/s ist der Zeitunterschied für jede zusätzliche Grauskala durch Δt = 1/50 ÷ 256 = 78,125 μs gegeben, und die entsprechende Datenspannungsdifferenz ist durch ΔV = 5 ÷ 256 = 19,53 mV gegeben. Es ist zu erwähnen, dass für Grauskala = 0 das GELD gar nicht eingeschaltet werden muss.
  • 12A und 12B stellen erste fünf (GS = 1 bis 5) beziehungsweise letzte fünf (GS = 252 bis 256) Grauskalen dar. Der Bereich unter den Impulsen wird berechnet und gegen die Grauskalierung dargestellt. Wie in 12A und 12B dargestellt, gibt es eine gute Linearität von Pixelhelligkeit innerhalb der Grauskalierung. Es ist jedoch ein Unterschied in der Steigung zu erkennen. Es wird angenommen, dass dies infolge der runden Ecke in den Impulsrückflanken ist, die durch die Streukapazität der Schaltung verursacht wird. Dies führt zu einer geringeren Änderung in der Helligkeit für die niedrigeren Grauskalenwerte. Dies ist kein ernstes Problem und kann durch Einstellen des Eingangssignals korrigiert werden.
  • Der Strom, der durch den Treiber benötigt wird, ist klein im Vergleich zu dem Strom, der in das elektrolumineszierende Element fließt.
  • Es stellte sich heraus, dass die Bildqualität, welche mit der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann, im Allgemeinen besser als die von herkömmlichen Flüssigkristallanzeigen und wenigstens gleich der von herkömmlichen CRT-Anzeigen ist. Außerdem macht sie der geringe Leistungsverbrauch, der durch die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung benötigt wird, ideal für mobile und tragbare Geräte.
  • Modifikationen
  • Wie sicher bereits erkannt wurde, ist, obwohl viele der Einzelheiten, die zuvor in Bezug auf die spezifischen Ausführungsformen angegeben wurden, organische elektrolumineszierende Anzeigevorrichtungen betrafen, die vorliegende Erfindung auch auf andere Arten von Anzeigevorrichtungen anwendbar. Obwohl außerdem die zuvor beschriebenen Ausführungsformen eine spezifische Implementierung unter Verwendung der TFT-Technolgie, üblicherweise aus Polysilicium, erwähnten, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung der TFT-Technologie beschränkt. Die Erfindung ist nicht nur auf die Dünnschichttransistortechnologie anwendbar, sondern auch auf siliciumbasierte Transistoren. Siliciumbasierte Transistoren können auf einem Anzeigesubstrat unter Verwendung verschiedener Verfahren angeordnet werden. Zum Beispiel können siliciumbasierte Transistoren in einer Flüssigkeit angeordnet werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist vorteilhaft zur Verwendung in kleinen, mobilen elektronischen Produkten, wie beispielsweise mobilen Telefonen, Computern, CD-Playern, DVD-Playern und dergleichen, obwohl sie nicht darauf beschränkt ist.
  • Es werden nun verschiedene elektronische Geräte beschrieben, die eine Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden.
  • <1: Mobiler Computer>
  • Es wird nun ein Beispiel beschrieben, in welchem die Anzeigevorrichtung gemäß einer der zuvor dargelegten Ausführungsformen auf einen mobilen Personalcomputer angewendet wird.
  • 13 ist eine isometrische Ansicht, welche den Aufbau dieses Personalcomputers veranschaulicht. In der Zeichnung ist der Personalcomputer 1100 mit einem Körper 1104 versehen, der eine Tastatur 1102 und eine Anzeigeeinheit 1106 umfasst. Die Anzeigeeinheit 1106 ist unter Verwendung eines Anzeigefeldes implementiert, das gemäß der vorliegenden Erfindung, wie zuvor beschrieben, hergestellt ist.
  • <2: Tragbares Telefon>
  • Als Nächstes wird ein Beispiel beschrieben, in welchem die Anzeigevorrichtung auf einen Anzeigeabschnitt eines tragbaren Telefons angewendet wird. 14 ist eine isometrische Ansicht, welche den Aufbau des tragbaren Telefons veranschaulicht. In der Zeichnung ist das tragbare Telefon 1200 mit einer Mehrzahl von Bedienungstasten 1202, einer Hörmuschel 1204, einer Sprechmuschel 1206 und einem Anzeigefeld 100 versehen. Dieses Anzeigefeld 100 ist unter Verwendung eines Anzeigefeldes implementiert, das gemäß der vorliegenden Erfindung, wie zuvor beschrieben, hergestellt ist.
  • <3: Digitale Standbildkamera>
  • Als Nächstes wird eine digitale Standbildkamera beschrieben, die eine GELD-Anzeigevorrichtung als einen Sucher verwendet. 15 ist eine isometrische Ansicht, welche den Aufbau der digitalen Standbildkameras und die Verbindung mit externen Vorrichtungen davon kurz veranschaulicht.
  • Typische Kameras sensibilisieren Filme basierend auf optischen Bildern von Objekten, wohingegen die digitale Standbildkamera 1300 Bildsignale vom optischen Bild eines Objekts durch eine fotoelektrische Umwandlung zum Beispiel unter Verwendung eines ladungsgekoppelten Bauelements (CCD) erzeugt. Die digitale Standbildkamera 1300 ist mit einem OEL-Element 100 auf der Rückseite eines Gehäuses 1302 versehen, um eine Anzeige basierend auf den Bildgebungssignalen vom CCD durchzuführen. Demnach fungiert das Anzeigefeld 100 als ein Sucher zum Anzeigen des Objekts. Eine Fotoakzeptanzeinheit 1304, die optische Linsen und das CCD umfasst, ist auf der Vorderseite (hinten in der Zeichnung) des Gehäuses 1302 vorgesehen.
  • Wenn ein Kameramann das Objektbild bestimmt, das im OEL-Elementfeld 100 angezeigt wird, und den Auslöser auslöst, werden die Bildsignale vom CCD gesendet und in Speichern in einer Leiterplatte 1308 gespeichert. In der digitalen Standbildkamera 1300 sind Videosignalausgangsanschlüsse 1312 und Eingangs/Ausgangsanschlüsse 1314 zur Datenübertragung auf einer Seite des Gehäuses 1302 vorgesehen. Wie in der Zeichnung dargestellt, sind nötigenfalls ein Fernsehbildschirm 1430 und ein Personalcomputer 1440 an die Videosignalanschlüsse 1312 beziehungsweise die Eingangs/Ausgangsanschlüsse 1314 angeschlossen. Die Bildgebungssignale, die in den Speichern der Leiterplatte 1308 gespeichert sind, werden durch einen bestimmten Vorgang an den Fernsehbildschirm 1430 und den Personalcomputer 1440 ausgegeben.
  • Beispiel für andere elektronische Geräte als der Personalcomputer, der in 13 dargestellt ist, das tragbare Telefon, das in 14 dargestellt ist, und die digitale Standbildkamera, die in 15 dargestellt ist, umfassen Fernsehapparate, Sucher- und Überwachungsvideorekorder, Autonavigationssysteme, Pager, elektronische Notizbücher, tragbare Rechner, Textverarbeitungsgeräte, Workstations, TV-Telefone, Kassensystem- oder POS-Terminale und Vorrichtungen, die mit berührungsempfindlichen Feldern versehen sind. Natürlich können die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf die Anzeigeabschnitte dieser elektronischen Geräte angewendet werden.

Claims (12)

  1. Anzeigevorrichtung, umfassend: eine Mehrzahl von Abtastleitungen (Vsel); eine Mehrzahl von Datenleitungen (Vdat); eine Mehrzahl von Leitungen zeitlich veränderlicher Signale (Vsaw), die sich entlang einer Richtung erstrecken, welche die Mehrzahl von Datenleitungen schneidet; eine Mehrzahl von Treiberschaltungs-Versorgungsspannungsleitungen; eine Mehrzahl von gemeinsamen Betriebsspannungsleitungen (VOELD); und eine Mehrzahl von Pixeln (10), wobei jedes der Mehrzahl von Pixeln umfasst: ein erstes Durchgangsgatter (SW1), das durch ein Abtastsignal gesteuert wird, das durch eine Abtastleitung der Mehrzahl von Abtastleitungen zugeführt wird; einen Komparator (12), der mit einer Treiberschaltungsversorgungsleitung der Mehrzahl von Treiberschaltungs-Versorgungsspannungsleitungen gekoppelt ist; ein Lichtemissionselement (14); und ein zweites Durchgangsgatter (Sw2), das zwischen das Lichtemissionselement und eine gemeinsame Betriebsspannungsleitung der Mehrzahl von gemeinsa men Betriebsspannungsleitungen in Reihe geschaltet ist, wobei: die Anzeigevorrichtung ferner Mittel zum Zuführen eines Datensignals zum Komparator durch das erste Durchgangsgatter (SW1) und eine Datenleitung der Mehrzahl von Datenleitungen umfasst; der Komparator (12) so ausgelegt ist, dass er einen Vergleich des Datensignals mit einem zeitlich veränderlichen Signal von einer Leitung zeitlich veränderlicher Signale (Vsaw) der Mehrzahl von Leitungen zeitlich veränderlicher Signale durchführt; und der Komparator so ausgelegt ist, dass er ein Ausgangssignal auf der Basis des Vergleichs an ein Gatter des zweiten Durchgangsgatters (SW2) ausgibt, um das Lichtemissionselement (14) mit einem PWM-Treibersignal zu versorgen.
  2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Komparator aus Dünnschichttransistoren gebildet ist.
  3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Dünnschichttransistoren aus Polysilicium gebildet sind.
  4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jedes der Mehrzahl von Pixeln einen Speicherkondensator umfasst und der Speicherkondensator das Datensignal speichert.
  5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Speicherkondensator an einen ersten Eingang des Komparators gekoppelt ist, während eine Leitung zeitlich veränderlicher Signale an einen zweiten Eingang des Komparators gekoppelt ist.
  6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Komparator einen Differenzverstärker und einen Inverter umfasst.
  7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zeitlich veränderliche Signal eine Sägezahnwellenform aufweist.
  8. Treiberverfahren für eine Anzeigevorrichtung, umfassend: eine Mehrzahl von Abtastleitungen (Vsel); eine Mehrzahl von Datenleitungen (Vdat); eine Mehrzahl von Leitungen zeitlich veränderlicher Signale (Vsaw), die sich entlang einer Richtung erstrecken, welche die Mehrzahl von Datenleitungen schneidet; eine Mehrzahl von Treiberschaltungs-Versorgungsspannungsleitungen; eine Mehrzahl von gemeinsamen Betriebsspannungsleitungen (VOELD); und eine Mehrzahl von Pixeln (10), wobei jedes der Mehrzahl von Pixeln umfasst: ein erstes Durchgangsgatter (SW1), das durch ein Abtastsignal gesteuert wird, das durch eine Abtastleitung der Mehrzahl von Abtastleitungen zugeführt wird; einen Komparator (12), der mit einer Treiberschaltungsversorgungsleitung der Mehrzahl von Treiberschaltungs-Versorgungsspannungsleitungen gekoppelt ist; ein Lichtemissionselement (14); und ein zweites Durchgangsgatter (Sw2), das zwischen das Lichtemissionselement und eine gemeinsame Betriebsspannungsleitung der Mehrzahl von gemeinsamen Betriebsspannungsleitungen in Reihe geschaltet ist, das Treiberverfahren gekennzeichnet durch Umfassen: Zuführen eines Datensignals zum Komparator durch das erste Durchgangsgatter (SW1) und eine Datenleitung der Mehrzahl von Datenleitungen, Durchführen eines Vergleichs des Datensignals mit einem zeitlich veränderlichen Signal, das von einer Leitung zeitlich veränderlicher Signale (Vsaw) der Mehrzahl von Leitungen zeitlich veränderlicher Signale zugeführt wird, wobei der Vergleich durch den Komparator (12) durchgeführt wird, der im Pixel enthalten ist; und Ausgeben eines Ausgangssignals auf der Basis des Vergleichs an ein Gatter des zweiten Durchgangsgatters (SW2), um das Lichtemissionselement (14) mit einem PWM-Treibersignal zu versorgen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das zeitlich veränderliche Signal die Form einer Sägezahnwellenform aufweist.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das zeitlich veränderliche Signal die Form einer dreieckförmigen Wellenform aufweist.
  11. Treiberverfahren nach Anspruch 8, wobei das zeitlich veränderliche Signal einer Gruppe von Pixeln der Mehrzahl von Pixeln zugeführt wird und die Gruppe von Pixeln mit der einen Leitung zeitlich veränderlicher Signale verbunden ist.
  12. Elektronisches Gerät, umfassend eine Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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