專利名稱：有源矩陣顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有布置成矩陣形式的像素的有源矩陣顯示設(shè)備，并 且具體地涉及在每個(gè)像素中具有存儲(chǔ)器的有源矩陣顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
由于用有源矩陣顯示設(shè)備可以有較高的分辨率，所以有源矩陣顯 示設(shè)備作為顯示器變得很普遍。有源矩陣顯示設(shè)備需要有用于確定每 個(gè)像素中的顯示狀態(tài)的有源元件。特別地，在諸如有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(在
下文中稱為"EL")顯示器等電流驅(qū)動(dòng)顯示器中，提供了驅(qū)動(dòng)晶體管， 其能夠持續(xù)向發(fā)光元件供應(yīng)電流。作為驅(qū)動(dòng)晶體管，使用由諸如無定 形硅和多晶硅等薄膜形成的薄膜晶體管("TFT")。然而，難以使 TFT的特性統(tǒng)一。
已提出了若干種方法作為用于用電路技術(shù)來修正TFT的特性的方 法。這些方法之一是數(shù)字驅(qū)動(dòng)法，且存在一種已知方法，其中通過數(shù) 字驅(qū)動(dòng)來控制有源矩陣有機(jī)EL顯示器中的灰度級(jí)(WO2005-116971 )。
具有此類數(shù)字輸入的顯示設(shè)備必須根據(jù)輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)生成作為 模擬輸出的發(fā)光強(qiáng)度，而無論顯示設(shè)備的形式如何，并因此包括數(shù)模 轉(zhuǎn)換(DA轉(zhuǎn)換)單元。
數(shù)字驅(qū)動(dòng)是這樣一種驅(qū)動(dòng)方法，其中通過改變發(fā)光周期的脈沖寬 度來實(shí)現(xiàn)并通過使用能夠?qū)懭氲臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)保持 一 定的時(shí)間段的多 個(gè)子幀和像素來實(shí)現(xiàn)DA轉(zhuǎn)換。
然而，在相關(guān)技術(shù)中公開的像素包括存儲(chǔ)電容器，該存儲(chǔ)電容器 提供只寫動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器功能以將寫入的數(shù)據(jù)保持 一 定的時(shí)間段并生成 具有脈沖寬度的對(duì)應(yīng)于所述數(shù)據(jù)的發(fā)光強(qiáng)度。因?yàn)檫@些原因，可以被 讀取和寫入的存儲(chǔ)器必須從外部提供，并且更新操作(以一定的間隔 周期地將數(shù)據(jù)寫入像素的操作)必須持續(xù)地應(yīng)用于利用存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的 像素中。
當(dāng)需要外部存儲(chǔ)器且圖像數(shù)據(jù)的尺寸增大時(shí)，諸如，例如像素?cái)?shù) 目和數(shù)據(jù)中的位數(shù)增加，成本也隨著存儲(chǔ)量的增加而增加。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種有源矩陣顯示設(shè)備，其包括具 有布置成矩陣形式的多個(gè)像素的像素存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)的外部 存儲(chǔ)器，每個(gè)像素具有存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)的一位存儲(chǔ)器并基于所述視頻數(shù) 據(jù)來實(shí)現(xiàn)顯示，其中，通過交換所述像素存儲(chǔ)器中的視頻數(shù)據(jù)和所述 外部存儲(chǔ)器中的視頻數(shù)據(jù)來控制像素中的視頻的顯示。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選的是，在所述有源矩陣顯示設(shè)備中， 在像素存儲(chǔ)器的像素中提供每個(gè)具有一位存儲(chǔ)器的多個(gè)劃分像素
(divided pixels ),并通過使用用于像素的一部分劃分像素的子幀 來控制發(fā)光周期而使用所述多個(gè)劃分像素來實(shí)現(xiàn)多個(gè)位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 的顯示。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選的是，在所述有源矩陣顯示設(shè)備中， 所述外部存儲(chǔ)器具有小于用于一個(gè)屏幕的存儲(chǔ)容量的存儲(chǔ)容量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選的是，在所述有源矩陣顯示設(shè)備中， 所述像素包括具有相當(dāng)發(fā)光強(qiáng)度的至少一對(duì)劃分像素。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選的是，在所述有源矩陣顯示設(shè)備中， 所述劃分像素包括有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種有源矩陣顯示設(shè)備，其中， 多個(gè)像素被布置成矩陣形式并根據(jù)視頻數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)每個(gè)像素中的顯 示，所述有源矩陣顯示設(shè)備包括幀存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)用于每個(gè)像素的包 括多個(gè)位的視頻數(shù)據(jù)，以及讀取存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中的用于每個(gè)像素的 視頻數(shù)據(jù)并將該視頻數(shù)據(jù)供應(yīng)給相應(yīng)像素的信號(hào)控制器，其中，每個(gè) 像素包括多個(gè)劃分像素，該劃分像素具有存儲(chǔ)所供應(yīng)的視頻信號(hào)的至 少一位的靜態(tài)存儲(chǔ)器和根據(jù)存儲(chǔ)在所述靜態(tài)存儲(chǔ)器中的視頻信號(hào)而 發(fā)光的發(fā)光元件，所述信號(hào)控制器讀取存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中的視頻 信號(hào)，將讀取的視頻信號(hào)供應(yīng)給相應(yīng)的像素，并通過使用子幀來控制 像素的 一 部分劃分像素的發(fā)光周期而使用多個(gè)劃分像素實(shí)現(xiàn)多個(gè)位
的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的顯示。
如所述，根據(jù)本發(fā)明的各種方面，可以通過將視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在像 素存儲(chǔ)器中來實(shí)現(xiàn)顯示并可以與所述外部存儲(chǔ)器交換視頻數(shù)據(jù)。因 此，不需要將所有視頻數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在所述外部存儲(chǔ)器中。另外，通過將像素存儲(chǔ)器的一個(gè)像素劃分成多個(gè)劃分像素，可以 使用該劃分像素來實(shí)現(xiàn)多個(gè)位的視頻數(shù)據(jù)的顯示，并可以實(shí)現(xiàn)用減少 的子幀數(shù)目進(jìn)行顯示。


將通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中
圖1是示出顯示設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)的圖示；
圖2是用于在數(shù)字驅(qū)動(dòng)中數(shù)據(jù)寫和讀的時(shí)序圖3是示出數(shù)據(jù)交換表的圖示；
圖4是示出地址數(shù)據(jù)交換表的圖示；
圖5是示出靜態(tài)存儲(chǔ)器像素的圖示；
圖6是示出另一靜態(tài)存儲(chǔ)器像素的圖示；
圖7A是示出包括劃分像素的像素的圖示；
圖7B是示出包括劃分像素的另一像素的圖示；
圖8是另一數(shù)字驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)寫和讀的時(shí)序圖9是示出另一數(shù)據(jù)交換表的圖示；
圖10是示出另一地址數(shù)據(jù)交換表的圖示；以及
圖11是示出將電容器用于存儲(chǔ)器的示例像素的圖示。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的包括像素存儲(chǔ)器25的顯示設(shè)備 的整體結(jié)構(gòu)，在像素存儲(chǔ)器25中，像素包括布置成陣列的靜態(tài)存儲(chǔ)器。
圖1的顯示設(shè)備包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器20、門驅(qū)動(dòng)器26、像素存儲(chǔ)器 25。門驅(qū)動(dòng)器26和像素存儲(chǔ)器25常?？梢栽谕换咨闲纬伞ｉT驅(qū) 動(dòng)器26可以替換地形成為單獨(dú)的集成電路(IC)，或者可以包括在 作為另一 IC而提供的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器20中。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器20可以與像素 存儲(chǔ)器25在同一基底上形成。
數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器20包括從外部讀取輸入信號(hào)的輸入處理器21、作為 可以保持至少一個(gè)屏幕輸入信號(hào)的外部存儲(chǔ)器的幀存儲(chǔ)器22、行解碼 器24、以及輸入/輸出處理器23,該輸入/輸出處理器23從幀存儲(chǔ)器 22讀取由行解碼器24選擇的行(line)的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，將該存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)輸出到像素存儲(chǔ)器25，從像素存儲(chǔ)器25讀取由門驅(qū)動(dòng)器26選擇 的行的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，并將該存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寫入幀存儲(chǔ)器22。
通過將幀存儲(chǔ)器22引入到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器20中，當(dāng)顯示諸如靜止圖 像等不具有視頻變化的圖像時(shí)，可以省略從外部供應(yīng)輸入信號(hào)。換言 之，通過讀取曾經(jīng)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器22中的靜止圖像數(shù)據(jù)并將該靜止 圖像數(shù)據(jù)輸出到像素存儲(chǔ)器25，有可能持續(xù)顯示像素存儲(chǔ)器25中的 一見頻數(shù)據(jù)。
由于允許省略從外部供應(yīng)輸入信號(hào)的功能降低了數(shù)據(jù)傳輸所需 的功率損耗，所以此類功能在諸如移動(dòng)終端等需要低功率損耗的應(yīng)用 中是優(yōu)選的。
使用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器20的數(shù)字驅(qū)動(dòng)的特定信號(hào)處理方法可以根據(jù)像 素存儲(chǔ)器25的一個(gè)像素中的靜態(tài)存儲(chǔ)器的位數(shù)的不同而不同。作為 最簡(jiǎn)單示例，考慮一個(gè)示例，其中將一位的靜態(tài)存儲(chǔ)器引入到每個(gè)像 素中。在全彩色顯示器的情況下，可以對(duì)紅色(R)、綠色(G)、以 及藍(lán)色(B)中的每一個(gè)應(yīng)用類似處理。
圖2示出用具有6位輸入數(shù)據(jù)的子幀結(jié)構(gòu)和時(shí)序?qū)崿F(xiàn)的其中用6 位數(shù)字驅(qū)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)像素存儲(chǔ)器25的示例配置。根據(jù)圖2，可以同時(shí)選 擇多個(gè)像素。如WO2005-116971所述，這可以通過將一行(one 1 ine )
的選擇周期劃分成多個(gè)周期來實(shí)現(xiàn)。
在圖2的示例配置中，第五位的子幀SF5被分成包括SF5-1和 SF5-2的兩個(gè)，且^安照SF5-1、 SF4， SF3， SF2, SF5-2、 SF1、和SFO 的順序?qū)懭胛粩?shù)據(jù)。當(dāng)子幀SF0的周期長度為"1"時(shí)，子幀SF5 (SF5-2 + SF5-1) 、 SF4、 SF3、 SF2、 SF5-2、 SF1、和SFO分別具有長度為32 (16 + 16) 、 16、 8、 4、 2、和1的周期。
可以將一位的位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在像素存儲(chǔ)器25中。因此，當(dāng)要將作 為最高有效位(MSB)的第五位存儲(chǔ)在像素存儲(chǔ)器25中時(shí)，從第四位 至第零位的其余位被存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器22中。
現(xiàn)在將描述此操作。當(dāng)從外部輸入圖像數(shù)據(jù)時(shí)，首先，輸入處理 器21將串行(serially)輸入的視頻數(shù)據(jù)(以點(diǎn)為單位)轉(zhuǎn)換成以 行為單位的數(shù)據(jù)(行數(shù)據(jù))。例如，存儲(chǔ)在用于一行的移位寄存器中 的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到 一 行的寄存器，并且在該寄存器中獲得 一 行的數(shù)據(jù) (其中每個(gè)點(diǎn)包括6位)。關(guān)于已轉(zhuǎn)換的行數(shù)據(jù)，第五位的行數(shù)據(jù)被輸出到輸入/輸出處理器23,且從第四位至第零位的其余5位數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在行解碼器24所選的幀存儲(chǔ)器22的行中。
輸入/輸出處理器23將從輸入處理器21發(fā)送過來的第五位的行數(shù)據(jù)以行為單位輸出到像素存儲(chǔ)器25,并向門驅(qū)動(dòng)器26輸出控制信號(hào)以選3奪相應(yīng)的4亍。
門驅(qū)動(dòng)器26包括例如移位寄存器，且可以是其中依次從頂部選擇相應(yīng)的行的順序選擇類型，或者可以是其中使用解碼器等指定相應(yīng)行的地址并直接進(jìn)行選擇的隨機(jī)選擇類型。
在圖2中的存儲(chǔ)器寫周期期間執(zhí)行對(duì)諸如像素存儲(chǔ)器25和幀存儲(chǔ)器22等存儲(chǔ)器進(jìn)行寫的處理。由于以在外部生成的時(shí)序發(fā)送從外部輸入的視頻數(shù)據(jù)，所以存儲(chǔ)器寫時(shí)序取決于外部時(shí)序。
在完成存儲(chǔ)器寫處理之后，周期變換到顯示讀周期。讀時(shí)序取決于由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器20處理的數(shù)字驅(qū)動(dòng)的時(shí)序，所有位數(shù)據(jù)的讀取已在單位顯示讀周期(通常為60Hz)內(nèi)完成，并在顯示讀周期內(nèi)重復(fù)。
基于圖2所示的子幀的順序來確定位數(shù)據(jù)的讀取順序，且如圖3所示地訪問存儲(chǔ)器位。
在完成存儲(chǔ)器寫(W)之后，像素存儲(chǔ)器(PM) 25立即存儲(chǔ)第五位數(shù)據(jù)D[5]且?guī)鎯?chǔ)器(FM) 22立即將其余位數(shù)據(jù)D[4] D
分別存儲(chǔ)在FM[4] ~F
中。
當(dāng)開始顯示讀取時(shí)，根據(jù)數(shù)字驅(qū)動(dòng)程序從第一行依次執(zhí)行讀取。由于第五位數(shù)據(jù)D[5]已被寫入第一子幀SF5-1中的像素存儲(chǔ)器PM,所以不需要另一處理。然而，當(dāng)子幀SF4開始時(shí)，幀存儲(chǔ)器22的第四位數(shù)據(jù)D[4]的行數(shù)據(jù)被讀取到輸入/輸出處理器23,并暫時(shí)移動(dòng)。
當(dāng)讀取第四位數(shù)據(jù)D[4]的行數(shù)據(jù)時(shí)，讀取像素存儲(chǔ)器25的同一行的地址PM的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)D[5]并通過輸入/輸出處理器23將其存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器22的同一行的第四位地址FM[4]中。然后，將已^皮暫時(shí)移動(dòng)到輸入/輸出處理器23的第四位數(shù)據(jù)D[4]寫入像素存儲(chǔ)器25的相應(yīng)地址。此處理是將像素存儲(chǔ)器25的第五位數(shù)據(jù)與幀存儲(chǔ)器22的第四位數(shù)據(jù)交換的處理。這些數(shù)據(jù)中的任何一個(gè)都不會(huì)丟失，且這兩個(gè)數(shù)據(jù)均被保持。替換地，還可能首先讀取像素存儲(chǔ)器25的數(shù)據(jù)，將讀取的數(shù)據(jù)移動(dòng)到輸入/輸出處理器23,然而讀取幀存儲(chǔ)器22的數(shù)據(jù)，將讀取的數(shù)據(jù)寫入像素存儲(chǔ)器25,并將移動(dòng)的數(shù)據(jù)寫入幀存儲(chǔ)器22。在子幀SF3中，將第三位數(shù)據(jù)D[3]的行數(shù)據(jù)從幀存儲(chǔ)器22讀取到輸入/輸出處理器23,同一行的像素存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)D[4]的行數(shù)據(jù)通過輸入/輸出處理器23而存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器22的同一行的第三位地址中，且第三位數(shù)據(jù)D[3]和像素存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)D[4]的數(shù)據(jù)交換完成。
在子幀SF2中，以類似的方式交換數(shù)據(jù)，且在子幀SF5-2中，再次將幀存儲(chǔ)器22的第五位數(shù)據(jù)D[5]的行數(shù)據(jù)與像素存儲(chǔ)器25的第二位數(shù)據(jù)D[2]交換。
如通過圖3可以理解的那樣，雖然在子幀SF5-1 SF5-2中讀取相同的第五位數(shù)據(jù)，但要讀取的地址相互不同。由于其中存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)的地址根據(jù)子幀的進(jìn)展而不斷改變，所以便于持續(xù)地使用諸如圖4的表格等表格來管理要讀取的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在哪個(gè)地址。
圖4示出隨著子幀的消逝管理對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)D[5] D
的地址A[5] ~ A[O]的交換歷史的表格，其中，PM的地址被分配到(assign)"5" , FM[4]的地址被分配到"4" ， FM[3]的地址被分配到"3",
FM[2]的地址被分配到"2" , FM[1]的地址被分配到T ,且FM[O]的地址被分配到"0"。
在存儲(chǔ)器寫(W)期間，存儲(chǔ)在地址A [5] A
中的地址數(shù)據(jù)被復(fù)位(reset)并用地址數(shù)據(jù)"5" ~ "0"初始化。可以執(zhí)4亍此初始化以便存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)性與圖3的存儲(chǔ)器匹配。
例如，在第五位數(shù)據(jù)D[5]的地址A[5]的歷史中，在存儲(chǔ)器寫期間，設(shè)置地址數(shù)據(jù)"5" (PM),且當(dāng)子幀SF4完成時(shí)，用地址數(shù)據(jù)"4" (FM[4])更新該地址。這對(duì)應(yīng)于圖3中的子幀SF4完成時(shí)的數(shù)據(jù)交換。第五位數(shù)據(jù)D[5]與存儲(chǔ)在FM[4]中的歷史匹配。
在子幀SF5-2完成時(shí)，用地址數(shù)據(jù)"5" (PM)更新地址A [5]，并且在隨后的子幀SF1完成時(shí)，用地址數(shù)據(jù)"1" (FM[l])來更新地址以便與第 一位數(shù)據(jù)D [ 1 ]進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
以這種方式，通過與位數(shù)據(jù)相關(guān)地管理地址的變換，可以促進(jìn)對(duì)所需數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在哪個(gè)地址的識(shí)別，這便于控制。
例如，當(dāng)子幀SF5-2要開始時(shí)，必須從存儲(chǔ)器讀取第五位數(shù)據(jù)D[5]。為此，首先，必須確定第五位數(shù)據(jù)D[5]被存儲(chǔ)在哪個(gè)位置。根據(jù)圖4的地址管理表，在子幀SF5-2開始時(shí)，參照地址A[5]來存儲(chǔ)地址數(shù)據(jù)"4",并從而有可能輕易地識(shí)別被存儲(chǔ)在FM[4]中的數(shù)據(jù)。因此，通過適當(dāng)?shù)馗聢D4的地址管理表，可以立刻識(shí)別對(duì)應(yīng)于所有位數(shù)據(jù)的地址，并可以輕易地實(shí)現(xiàn)由于位數(shù)據(jù)交換而引起的地址轉(zhuǎn)換。
圖5和6示出其中引入了靜態(tài)存儲(chǔ)器的像素電路的示例配置。圖5所示的像素10包括促成發(fā)光的第一有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(在下文中稱為"EL")元件l、驅(qū)動(dòng)第一有機(jī)EL元件1的第一驅(qū)動(dòng)晶體管2、不促成發(fā)光的第二有機(jī)EL元件3、驅(qū)動(dòng)第二有機(jī)EL元件3的第二驅(qū)動(dòng)晶體管4、以及通過上面提供有選擇信號(hào)的柵極線6來控制向第一驅(qū)動(dòng)晶體管2的柵極端子供應(yīng)在數(shù)據(jù)線7上提供的數(shù)據(jù)電壓的選通晶體管5。
第一有機(jī)EL元件的陽極連接到第一驅(qū)動(dòng)晶體管2的漏極端子并連接到第二驅(qū)動(dòng)晶體管4的柵極端子，第一驅(qū)動(dòng)晶體管2的柵極端子連接到第二有機(jī)EL元件3的陽極、第二驅(qū)動(dòng)晶體管4的漏極端子、以及選通晶體管5的源極端子，選通晶體管5的柵極端子連接到柵極線6，且選通晶體管5的漏極端子連接到數(shù)據(jù)線7。第一驅(qū)動(dòng)晶體管2和第二驅(qū)動(dòng)晶體管4的源極端子連接到電源線8且第一有機(jī)EL元件1及第二有機(jī)EL元件3的陰極連接到陰極電極9，并由此構(gòu)成像素10。
圖5中的像素和靜態(tài)存儲(chǔ)器僅僅由PM0S晶體管制成，并因此可以以^氐成本制造這些元件。
當(dāng)即使成本相對(duì)較高也要求低功率損耗時(shí)，優(yōu)選的是使用如圖6所示的CMOS晶體管。在圖10的像素10中，使用NM0S晶體管11來代替第二有機(jī)EL元件3。麗0S晶體管11的漏極端子連接到第二驅(qū)動(dòng)晶體管4的漏極端子、第一驅(qū)動(dòng)晶體管2的柵極端子、以及選通晶體管5的源極端子。NM0S晶體管11的源極端子連接到電源線12。電源線8和12被供應(yīng)不同的電位，且高電位被供應(yīng)給電源線8，低電位被供應(yīng)l合電源線12。 *#換地，電源線12也可以普通地由陰才及電才及9構(gòu)成。
麗0S晶體管11與第二驅(qū)動(dòng)晶體管4形成CMOS反相器電路。因此，當(dāng)NM0S晶體管11和第二驅(qū)動(dòng)晶體管4之一導(dǎo)通時(shí)，其它晶體管被截止。因此，有可能在不供應(yīng)電流的情況下保持存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)。
更具體而言，當(dāng)在第一驅(qū)動(dòng)晶體管2的柵極端子上保持高數(shù)據(jù)時(shí)，由于第一驅(qū)動(dòng)晶體管2被截止，所以第二驅(qū)動(dòng)晶體管4的柵極端子上和NMOS晶體管11的4冊(cè)4及端子上的電位通過第一有才幾EL元件1而下 降至陰極電極電位的低電位，所以第二驅(qū)動(dòng)晶體管4被導(dǎo)通，NM0S晶 體管11被截止，且從電源線8到電源線12的電流被阻斷。在此期間， 電源線8的高電位被供應(yīng)給連接到第一驅(qū)動(dòng)晶體管2的柵極端子的第 二驅(qū)動(dòng)晶體管4的漏極端子。因此，可以在不消耗電流的情況下保持 高數(shù)據(jù)。
另一方面，在如圖5所示只具有PM0S晶體管的像素中，當(dāng)要在 第一驅(qū)動(dòng)晶體管2的柵極端子處保持高數(shù)據(jù)時(shí)，第二驅(qū)動(dòng)晶體管4被 導(dǎo)通且電流流過第二有機(jī)EL元件3。雖然此電流是在第一驅(qū)動(dòng)晶體管 2的柵極端子上產(chǎn)生高電壓所需的電流，但由于為了保持?jǐn)?shù)據(jù)而消耗 功率，所以不能將功率消耗降低超過某種程度。
由于第一有機(jī)EL元件1的發(fā)光狀態(tài)確定像素的發(fā)光狀態(tài)，所以 必須保證來自第二有機(jī)EL元件3的發(fā)光不被發(fā)射到外部。換言之， 必須通過金屬或黑色(black)矩陣阻擋光或形成不發(fā)光的有機(jī)EL元 件。
為了如圖5和6所示地使用包括靜態(tài)存儲(chǔ)器的像素來讀和寫數(shù)
據(jù)，有可能采用以下程序。
在數(shù)據(jù)寫期間，設(shè)置用于選擇柵極線6的選擇電壓，在這里為低 電壓，使得選通晶體管5的導(dǎo)通電阻小于第二驅(qū)動(dòng)晶體管4和第二有 機(jī)EL元件3或麗0S晶體管11的導(dǎo)通電阻。這是因?yàn)橥ㄟ^經(jīng)由第二 驅(qū)動(dòng)晶體管4或第二有機(jī)EL元件3或固0S晶體管11的導(dǎo)通電阻連 接到電源線8或12或陰極電極9來保持被保持在高或低處的數(shù)據(jù)的 電位，并且要寫入的數(shù)據(jù)的電位也由,皮兩個(gè)電阻劃分(divide)的電 壓確定，因?yàn)橐彩峭ㄟ^選通晶體管5的導(dǎo)通電阻來供應(yīng)要寫入的數(shù)據(jù) 的電位。
更具體而言，當(dāng)在第一驅(qū)動(dòng)晶體管2的柵極端子上保持高數(shù)據(jù)且 低數(shù)據(jù)將被寫入該柵極端子以使數(shù)據(jù)反相時(shí)，雖然高數(shù)據(jù)被第二驅(qū)動(dòng) 晶體管4的導(dǎo)通電阻拉起，但高數(shù)據(jù)的電位被選通晶體管5的導(dǎo)通電 阻劃分。當(dāng)選通晶體管的導(dǎo)通電阻足夠低時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)晶體管2的柵 極電位移動(dòng)到數(shù)據(jù)線7的電位一側(cè)，因此可以將第一驅(qū)動(dòng)晶體管1適 當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換至導(dǎo)通狀態(tài)。
在讀取過程中紅，將所述配置翻轉(zhuǎn)(reverse),且選通晶體管5的導(dǎo)通電阻必須高于第二驅(qū)動(dòng)晶體管4 、第二有機(jī)EL元件3、以及腿0S 晶體管11。
在讀取期間，數(shù)據(jù)線7被設(shè)置在懸空狀態(tài)。然而，無論在數(shù)據(jù)線 7被設(shè)置為懸空狀態(tài)時(shí)供應(yīng)給數(shù)據(jù)7的數(shù)據(jù)種類如何，當(dāng)選通晶體管 5的導(dǎo)通電阻滿足上述條件時(shí)，保證第一驅(qū)動(dòng)晶體管2的柵極電位由 于電阻分壓的原理而不會(huì)被重寫。
為了更有效地使用圖5的像素進(jìn)行讀取，期望在讀取之前以低電 壓對(duì)數(shù)據(jù)線7進(jìn)行預(yù)充電，并將數(shù)據(jù)線7設(shè)置為懸空狀態(tài)。在讀取期 間，如果在第一驅(qū)動(dòng)晶體管2的柵極端子處保持低數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)線7 不變，但是如果保持高數(shù)據(jù)，則電流從電源線8經(jīng)過第二驅(qū)動(dòng)晶體管 4的導(dǎo)通電阻和選通晶體管5的導(dǎo)通電阻流到數(shù)據(jù)線7。經(jīng)預(yù)充電的 低電位變?yōu)楦唠娢?，同時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)晶體管2的柵極電位保持在高。 此電位優(yōu)選地由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器20的輸入/輸出處理器23來讀取并存儲(chǔ) 在幀存儲(chǔ)器22中。
換言之，重要的是在寫和讀時(shí)改變選通晶體管5的導(dǎo)通電阻，以 便控制圖5和6所示的像素存儲(chǔ)器。為了更容易改變導(dǎo)通電阻，優(yōu)選 的是在寫和讀期間將要被供應(yīng)給柵極線6的選擇電壓設(shè)置為不同的電 位。此功能可以通過在門驅(qū)動(dòng)器26中引入電壓切換開關(guān)來輕易地實(shí) 現(xiàn)。
以這種方式，通過在圖5和6所示的每個(gè)像素中^f吏用具有一位靜 態(tài)存儲(chǔ)器的像素存儲(chǔ)器作為幀存儲(chǔ)器的一部分，有可能將每個(gè)像素中 的外部存儲(chǔ)器的容量設(shè)置為5位，該容量在相關(guān)技術(shù)中需要6位，因 此可以降低顯示設(shè)備的成本。
通過如圖7所示地將布置成矩陣的多個(gè)像素10中的每一個(gè)劃分 成多個(gè)像素，并在每個(gè)劃分像素中引入靜態(tài)存儲(chǔ)器，有可能進(jìn)一步降 低外部幀存儲(chǔ)器的容量。
圖7A示出其中引入兩個(gè)劃分像素的示例配置，所述兩個(gè)劃分像 素包括劃分像素10-1和具有靜態(tài)存儲(chǔ)器和相當(dāng)?shù)陌l(fā)光強(qiáng)度的劃分像 素10-0。圖7B示出其中的三個(gè)劃分像素的示例配置，所述三個(gè)劃分 像素包括劃分像素10-1和具有靜態(tài)存儲(chǔ)器和相當(dāng)?shù)陌l(fā)光強(qiáng)度的劃分 像素10-0及具有靜態(tài)存儲(chǔ)器和兩倍發(fā)光強(qiáng)度的劃分像素10-2。更具 體而言，假設(shè)生成6位的灰度級(jí)，更優(yōu)選的是劃分像素10-1與劃分7B中的16: 15。
發(fā)光強(qiáng)度的差可以通過經(jīng)由改變發(fā)光面積而改變電流量或通過 施加不同的電壓來實(shí)現(xiàn)。
在圖7B的情況下，由于劃分像素10-2與10-1之間的發(fā)光強(qiáng)度 的比是2: 1，所以在劃分像素10-2和10-1中實(shí)現(xiàn)2位的DA轉(zhuǎn)換，且 可以生成兩位的灰度級(jí)。在圖7A的情況下，在劃分像素10-1處實(shí)現(xiàn) 一位的DA轉(zhuǎn)換，且可以生成一位的灰度級(jí)。當(dāng)不存在劃分像素時(shí)， 必須通過改變所有的發(fā)光周期來實(shí)現(xiàn)DA轉(zhuǎn)換。通過引入劃分像素， 有可能采用組合，在該組合中，在具有不同發(fā)光強(qiáng)度的劃分像素處實(shí) 現(xiàn)一部分DA轉(zhuǎn)換，并通過改變發(fā)光周期來補(bǔ)充其余部分的DA轉(zhuǎn)換。 圖8示出用于使用圖7B的劃分像素存儲(chǔ)器來生成6位灰度級(jí)的 訪問時(shí)序圖作為DA轉(zhuǎn)換組合的示例。當(dāng)從外部輸入6位數(shù)據(jù)時(shí)，在 存儲(chǔ)器寫周期期間，所述6位數(shù)據(jù)的第五位數(shù)據(jù)D[5]和第四位數(shù)據(jù) D[4]分別被寫入劃分像素10-2和10-1，第三位數(shù)據(jù)D[3]被寫入劃分 像素10-0,且其余三位(即位數(shù)據(jù)D[2] ~D
)被寫入外部幀存儲(chǔ) 器22。
在顯示讀周期期間，生成6位的灰度級(jí)。由于劃分像素10-2和 10-1被分配為專用于第五位數(shù)據(jù)和第四位數(shù)據(jù)，所以不需要讀取這些 劃分像素。換言之，在SF3 SF0的所有周期中，在劃分像素10-2和 10-1中實(shí)現(xiàn)第五位數(shù)據(jù)D [5]和第四位數(shù)據(jù)D [4]的顯示。
劃分像素10-0用來使用子幀SF3 SF0生成其余四位灰度級(jí)。這 就是為什么劃分像素10-0的發(fā)光強(qiáng)度被按照期望地設(shè)置為15/63且 可以用劃分像素10-Q來適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)4位灰度級(jí)的原因。換言之，在 劃分像素10-0中，通過實(shí)現(xiàn)SF3中的D[3] 、 SF2中的D[2]、 SF1中 的D[l]、以及SF0中的D
的顯示，可實(shí)現(xiàn)8、 4、 2、和1周期的顯
7J;。
在數(shù)據(jù)交換程序中，如圖9所示，當(dāng)存儲(chǔ)器寫處理完成時(shí)，開始 子幀SF3的顯示。由于位數(shù)據(jù)D[3]已被寫入劃分像素10-0，所以保 持相同的狀態(tài)。當(dāng)開始子幀SF2時(shí)，從地址FM[2]讀取幀存儲(chǔ)器22的 第二位數(shù)據(jù)D [ 2 ]的行數(shù)據(jù)，并由輸入/輸出處理器2 3將其暫時(shí)移動(dòng)。 然后，從像素存儲(chǔ)器25讀取同一行的第三位數(shù)據(jù)D[3],并通過輸入/ 輸出處理器23將其寫入存儲(chǔ)有第二位數(shù)據(jù)D[2]的地址FM[2]。將被暫時(shí)移動(dòng)到輸入/輸出處理器2 3的第二位數(shù)據(jù)D [ 2 ]寫入同 一 行的像素 存儲(chǔ)器PM[O]。換言之，將像素存儲(chǔ)器25的第三位數(shù)據(jù)D[3]與幀存 儲(chǔ)器22的第二位數(shù)據(jù)D[2]交換。
當(dāng)子幀SF1開始時(shí)，將幀存儲(chǔ)器2 2的第 一位數(shù)據(jù)[1 ]從地址FM [ 1 ] 讀取到輸入/輸出處理器23，并將像素存儲(chǔ)器25的同一行的第二位數(shù) 據(jù)D[2]寫入地址FM[l],然后，將第一位數(shù)據(jù)D[l]寫入像素存儲(chǔ)器 PM[O]。子幀SFO以類似的方式繼續(xù)進(jìn)行，且第一位數(shù)據(jù)D[l]和第零 位數(shù)據(jù)D[O]被交換。
同樣在此處理中，便于適當(dāng)?shù)毓芾韺?duì)應(yīng)于與位數(shù)據(jù)的交換相關(guān)的 位數(shù)據(jù)D[3] D
的地址A[3] ~A
。圖1Q示出此類處理的示例配 置。地址"5"被分配到PM[2],地址"4"被分配到PM[l]，地址"3" 被分配到PM[O],地址"2"被分配到FM[2],地址T被分配到FM[l]， 且地址"0"被分配到FM[O]。該內(nèi)容對(duì)應(yīng)于圖9。關(guān)于劃分像素，只 有劃分像素10-O被應(yīng)用于子幀顯示，因此，子幀可以是4位。因此， 與不存在劃分像素的情況相比，地址管理更容易。
當(dāng)開始寫時(shí)，分別用"3" ~ "0"將地址A[3] ~ A[O]初始化，并 保持直至子幀SF2開始。當(dāng)子幀SF2開始時(shí)，讀取第二位數(shù)據(jù)并將其 存儲(chǔ)在像素存儲(chǔ)器中。在子幀SF2完成時(shí)，用"3" (PM[O])更新地 址A[2]。另一方面，將存儲(chǔ)在像素存儲(chǔ)器中的第三位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在第二 位數(shù)據(jù)(FM[2])的前一地址"2"中。因此，用"2" (FM[2])來更 新第三位數(shù)據(jù)的地址A[3]。通過每次在子幀完成時(shí)由于數(shù)據(jù)交換而以 類似的方式更新地址，有可能立刻發(fā)現(xiàn)所需數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在任意子幀 中。
以這種方式，通過如圖7B所示提供每個(gè)包括靜態(tài)存儲(chǔ)器的三個(gè) 劃分像素，有可能將外部存儲(chǔ)器的容量減小二分之一，即3位。
當(dāng)如圖7A所示地引入兩個(gè)劃分像素時(shí)，外部存儲(chǔ)器需要4位。 劃分像素10-1可以專用于第五位數(shù)據(jù)且劃分像素IO-O可以用來使用 至少5個(gè)子幀生成5位的灰度級(jí)。
更具體而言，使用子幀SF4-SF0,有可能將劃分像素10-1專用 于D[5],并將劃分像素10-0設(shè)置為顯示SF4中的D[4]、SF3中的D[3]、 SF2中的D[2〗、SFl中的D[l]、以及SFO中的D[O]。
通過引入更多的劃分像素，有可能進(jìn)一步減小外部存儲(chǔ)器。然而，如圖7所示，通過提供具有相當(dāng)發(fā)光強(qiáng)度的至少一對(duì)劃分像素IO-O和10-1，有可能提高灰度級(jí)再現(xiàn)范圍的自由度。
例如，如果在圖7中將劃分像素10-0的發(fā)光強(qiáng)度設(shè)置為劃分像素10-1的發(fā)光強(qiáng)度的一半，則灰度級(jí)再現(xiàn)范圍局限于圖7A中的2位和圖7B中的3位，并因此根據(jù)劃分像素的配置而受到限制。當(dāng)劃分像素的數(shù)目增加至6個(gè)時(shí)，也是如此。也就是說，當(dāng)將劃分像素的發(fā)光強(qiáng)度之間的比設(shè)置為32:16:8:4:2:1時(shí)，灰度級(jí)再現(xiàn)范圍被硬件限制于6位。當(dāng)要實(shí)現(xiàn)更大數(shù)目的灰度級(jí)時(shí)，諸如8位或10位，劃分像素配置必須使用控制很復(fù)雜的方法，諸如利用使用諸如抖動(dòng)或隨機(jī)抖動(dòng)法等分辨率的假灰度級(jí)生成單元，或?qū)⒆訋瑧?yīng)用于多個(gè)劃分像素以增加劃分像素中的灰度級(jí)的數(shù)目和整體結(jié)構(gòu)中的灰度級(jí)的數(shù)目。
通過增加劃分像素使得發(fā)光強(qiáng)度為32:16:8:4:2:1:1，并通過將子幀應(yīng)用于最后一個(gè)劃分像素來補(bǔ)充灰度級(jí)，有可能輕易地實(shí)現(xiàn)較大數(shù)目的灰度級(jí)。劃分像素不必是相同的。例如，要添加的像素可以是具有如圖11所示的在驅(qū)動(dòng)晶體管2的柵極端子與源極端子之間的存儲(chǔ)電容器13代替如圖5和6所示的靜態(tài)存儲(chǔ)器的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器型像素。
替換地，還有可能使用這樣的配置，即其中使用圖5的像素存儲(chǔ)器來構(gòu)成幾個(gè)位，并使用圖6的像素存儲(chǔ)器來構(gòu)成其余位。
部件表
1元件
2第一驅(qū)動(dòng)晶體管
3元件
4第二驅(qū)動(dòng)晶體管
5選通晶體管
6柵極線
7數(shù)據(jù)線
8電源線
9陰極電極
10像素
11nmos晶體管12 電源線
13 存儲(chǔ)電容器
20 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器
21 輸入處理器
22 幀存儲(chǔ)器
23 輸入/輸出處理器
24 行解碼器
25 像素存儲(chǔ)器
26 門驅(qū)動(dòng)器
權(quán)利要求
1.一種有源矩陣顯示設(shè)備，包括像素存儲(chǔ)器，其具有布置成矩陣形式的多個(gè)像素，每個(gè)像素具有存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)的一位存儲(chǔ)器并基于該視頻數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)顯示；以及外部存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)，其中通過交換所述像素存儲(chǔ)器中的視頻數(shù)據(jù)和所述外部存儲(chǔ)器中的視頻數(shù)據(jù)來控制像素中的視頻的顯示。
2. 如權(quán)利要求1所述的有源矩陣顯示設(shè)備，其中 在所述像素存儲(chǔ)器的像素中提供有每個(gè)具有一位存儲(chǔ)器的多個(gè)劃分像素；以及通過使用用于像素的 一部分劃分像素的子幀來控制發(fā)光周期而 使用所述多個(gè)劃分像素實(shí)現(xiàn)多個(gè)位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的顯示。
3. 如權(quán)利要求1所述的有源矩陣顯示設(shè)備，其中 所述外部存儲(chǔ)器具有小于用于一個(gè)屏幕的存儲(chǔ)容量的存儲(chǔ)容量。
4. 如權(quán)利要求1所述的有源矩陣顯示設(shè)備，其中所述像素包括具有相當(dāng)發(fā)光強(qiáng)度的至少 一對(duì)劃分像素。
5. 如權(quán)利要求1所述的有源矩陣顯示設(shè)備，其中 所述劃分像素包括有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光元件。
6. —種有源矩陣顯示設(shè)備，其中將多個(gè)像素布置成矩陣形式并 根據(jù)視頻數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)每個(gè)像素中的顯示，該有源矩陣顯示設(shè)備包括幀存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)用于每個(gè)像素的包括多個(gè)位的視頻數(shù)據(jù)；以及信號(hào)控制器，其讀取存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中的用于每個(gè)像素的視 頻數(shù)據(jù)并將該視頻數(shù)據(jù)供應(yīng)給相應(yīng)的像素，其中每個(gè)像素包括具有存儲(chǔ)所供應(yīng)的視頻信號(hào)的至少 一 位的靜態(tài)存 儲(chǔ)器的多個(gè)劃分像素、以及根據(jù)存儲(chǔ)在所述靜態(tài)存儲(chǔ)器中的視頻信號(hào) 發(fā)光的發(fā)光元件；以及所述信號(hào)控制器讀取存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中的視頻信號(hào)，將讀取 的視頻信號(hào)供應(yīng)給相應(yīng)的像素，并通過使用子幀來控制像素的 一 部分 劃分像素的發(fā)光周期而使用多個(gè)劃分像素實(shí)現(xiàn)多個(gè)位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的 顯示。
全文摘要
高效地顯示多灰度級(jí)圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中，且該圖像數(shù)據(jù)的預(yù)定位還被存儲(chǔ)在具有用于每個(gè)像素的存儲(chǔ)器的像素存儲(chǔ)器中。使用輸入/輸出單元來交換像素存儲(chǔ)器中的視頻數(shù)據(jù)和幀存儲(chǔ)器(22)中的視頻數(shù)據(jù)，以控制像素中的圖像顯示。
文檔編號(hào)G09G3/32GK101689343SQ200880011875
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
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