УСТРОЙСТВО ДИСПЛЕЯ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ ДИСПЛЕЯ
DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE CONTROL METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству дисплея и к способу управления устройством дисплея, и более конкретно, к устройству дисплея с матрицей активного типа, выполненной так, что линии сканирования для выбора пикселей в заданном цикле сканирования, линии данных, предоставляющие информацию о яркости, для управления пикселями, и схемы пикселей, предназначенные для управления силой тока на основе информации о яркости и обеспечивающие излучение света излучающими свет элементами в соответствии с количеством данных, расположены в конфигурации матрицы, и к способу управления устройством дисплея.
Уровень техники
Устройства жидкокристаллического дисплея, в которых используются устройства жидкокристаллического дисплея и устройства плазменного дисплея, в которых используется плазма, нашли практическое применение как плоские и тонкие устройства дисплея.
В устройстве жидкокристаллического дисплея предусмотрена задняя подсветка, и изображение на нем отображают путем изменения при приложении напряжения массива молекул жидких кристаллов, пропускающих или блокирующих свет от задней подсветки. Кроме того, устройство плазменного дисплея обеспечивает возникновение состояния плазмы при приложении напряжения к газу, заключенному в пределах панели, и генерирование ультрафиолетового света, когда энергия, выделяющаяся при возврате из плазменного состояния в исходное состояние, преобразуется в видимый свет в результате излучения флуоресцентного тела, отображающего изображение.
В то же время, в последние годы получили развитие дисплеи самоизлучающего типа, в которых используются элементы органической электролюминесценции (EL, ЭЛ), в которых сам элемент излучает свет при приложении напряжения. Когда элемент органической ЭЛ получает энергию в результате электролиза, происходит изменение его состояния из основного в возбужденное состояние, и во время возврата из возбужденного состояния в основное состояние, разность энергии излучается как свет. Устройство дисплея органической ЭЛ представляет собой устройство дисплея, которое отображает изображения, используя свет, излучаемый этими элементами органической ЭЛ.
Для устройства дисплея самоизлучающего типа, в отличие от жидкокристаллического устройства дисплея, для которого требуется задняя подсветка, не требуется задней подсветки, поскольку сами элементы излучают свет, и, таким образом, становится возможным получить тонкую структуру по сравнению с устройством жидкокристаллического дисплея. Кроме того, поскольку получаются отличные характеристики движения, характеристики угла обзора, возможности воспроизведения цвета и т.п. по сравнению с устройством жидкокристаллического дисплея, устройства дисплея органической ЭЛ привлекают внимание как плоские и тонкие устройства дисплея следующего поколения.
Сущность изобретения
Задача, решаемая в соответствии с изобретением
Тонкопленочные транзисторы (TFT, ТПТ) используются для управления элементами органической ЭЛ, которые содержатся в устройстве дисплея самосветящегося типа, но из-за изменения процесса, возникают неоднородности пороговых напряжений (напряжений запуска) и мобильности ТПТ. Когда возникают неоднородности пороговых напряжений (напряжений запуска) и мобильности ТПТ, сила протекающего электрического тока изменяется для каждого пикселя, даже если прикладывают одинаковое напряжение. Поскольку электрические токи, которые протекают в ТПТ, изменяются, возникает проблема, из-за которой происходят изменения силы света, излучаемого каждым пикселем.
В элементе органической ЭЛ существует пропорциональная взаимосвязь между силой подаваемого электрического тока и силой света, который излучает элемент в результате приложения напряжения. Поэтому, если вольтамперными характеристиками ТПТ управляют так, что электрические токи, которые протекают через все элементы органической ЭЛ, на всем экране будут одинаковыми, пока прикладывают одинаковое напряжение, вариации силы света, излучаемого пикселями, могут быть подавлены, и может быть отображено высококачественное изображение.
Однако трудно полностью эксплуатировать характеристики самосветящегося элемента, такого как элемент органической ЭЛ, который излучает свет, только путем управления вольтамперной характеристикой ТПТ. Поэтому существует потребность в том, чтобы более полно эксплуатировать характеристики самосветящегося элемента, управляя сигналом, который подают в панель устройства дисплея самосветящегося типа.
Соответственно, настоящее изобретение направлено на решение задач, описанных выше, и предоставляет новые и улучшенные устройство дисплея и способ управления для устройства дисплея, выполненные с возможностью отображения высококачественного изображения, путем управления входными/выходными характеристиками видеосигнала и вольтамперными характеристиками ТПТ.
Средство решения задачи
Для решения задач, которые описаны выше, в соответствии с аспектом настоящего изобретения, предусмотрено устройство дисплея, которое включает в себя пиксель, имеющий элемент излучения света, который излучает свет в соответствии с силой электрического тока, и цепи пикселя, которые управляют, в соответствии с видеосигналом, электрическим током, подаваемым в элемент излучения света, линию сканирования, по которой передают в пиксель, в заданном цикле сканирования, сигнал выбора, который выбирает пиксель, излучающий свет, линию данных, по которой подают видеосигнал в пиксель, и участок дисплея, в котором управляющие транзисторы, в которые подают видеосигнал, расположены в форме матрицы. Устройство дисплея также включает в себя участок гамма-преобразования, который преобразует видеосигнал так, что он имеет гамма-характеристику, и участок управления транзистором, который управляет вольтамперными характеристиками транзисторов так, что гамма-характеристика сигнала, преобразованного участком гамма-преобразования, становится линейной характеристикой, когда ее умножают на вольтамперные характеристики транзисторов.
В соответствии с такой конфигурацией, участок гамма-преобразования преобразует видеосигнал так, чтобы у него была гамма-характеристика, и участок управления транзистором управляет вольтамперными характеристиками транзисторов так, что гамма-характеристика сигнала, преобразованного участком гамма-преобразования, становится линейной характеристикой, когда ее умножают на вольтамперные характеристики транзисторов. Это означает, что, если одинаковый электрический ток протекает через весь экран, одинаковая величина излучения света может быть получена по всему экрану, что позволяет отобразить высококачественное изображение. Это позволяет более эффективно продемонстрировать характеристики самосветящегося элемента, такого как элемент органической ЭЛ, который излучает свет с силой излучения света, которая соответствует силе электрического тока.
Участок управления транзистором может также включать в себя участок управления напряжением, который управляет значениями напряжения открывания транзисторов. Участок управления транзистором может также включать в себя участок коррекции мобильности, который корректирует значения мобильности транзисторов. В соответствии с этой конфигурацией, участок управления напряжением управляет значениями напряжения открывания транзисторов, и участок коррекции мобильности корректирует значения мобильности транзисторов. Кроме того, управление выполнено так, что значения напряжения запуска и мобильности транзисторов корректируют так, чтобы они имели линейную характеристику, когда их умножают на вольтамперные характеристики транзисторов. Это означает, что, если одинаковый электрический ток протекает через весь экран, одинаковая величина излучения света может быть получена по всему экрану, позволяя отображать высококачественное изображение.
Устройство дисплея может также включать в себя участок линейного преобразования, который преобразует видеосигнал, имеющий гамма-характеристику, в видеосигнал, имеющий линейную характеристику. В соответствии с этой конфигурацией, участок линейного преобразования преобразует видеосигнал, имеющий гамма-характеристику, в видеосигнал, имеющий линейную характеристику. Видеосигнал, который был преобразован линейным участком преобразования, так что он имеет линейную характеристику, вводят в участок детектирования величины излучения света, и величину излучения света детектируют на основе видеосигнала. Это облегчает выполнение обработки сигналов различного типа относительно видеосигнала.
Участок гамма-преобразования может также преобразовывать видеосигнал, имеющий линейную характеристику, так, чтобы он имел гамма-характеристику. В соответствии с этой конфигурацией, участок гамма-преобразования преобразует видеосигнал, имеющий линейную характеристику, так, чтобы у него была гамма-характеристика. Гамма-характеристика, которую имеет видеосигнал, взаимно компенсирует гамма-характеристику, которую имеет участок дисплея, обеспечивая линейную характеристику излучения света самосветящихся элементов внутри участка дисплея.
Кроме того, для решения задач, описанных выше, в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ управления для устройства дисплея, которое включает в себя пиксель, у которого есть элемент излучения света, который излучает свет в соответствии с силой электрического тока, и цепи пикселя, которые управляют, в соответствии с видеосигналом, электрическим током, подаваемым в элемент излучения света, линию сканирования, по которой передают в пиксель, в заданном цикле сканирования, сигнал выбора, который выбирает пиксель, излучающий свет, линию данных, по которой подают видеосигнал в пиксель, и участок дисплея, в котором управляющие транзисторы, в которые подают видеосигнал, расположены в форме матрицы. Способ управления включает в себя этап преобразования видеосигнала так, чтобы он имел гамма-характеристику и также включает в себя этап управления вольтамперными характеристиками транзисторов так, что гамма-характеристика преобразованного сигнала становится линейной характеристикой, когда ее умножают на вольтамперные характеристики транзисторов.
В соответствии с этой конфигурацией, видеосигнал преобразуют так, чтобы у него была гамма-характеристика, и вольтамперными характеристиками транзисторов управляют так, что гамма-характеристика сигнала, преобразованного участком гамма-преобразования, становится линейной характеристикой, когда ее умножают на вольтамперные характеристики транзисторов. Это означает, что, если одинаковый электрический ток протекает через весь экран, одинаковая величина излучения света может быть получена по всему экрану, позволяя отображать высококачественное изображение. Это позволяет более эффективно продемонстрировать характеристики самосветящегося элемента, такого как элемент органической ЭЛ, который излучает свет с силой излучения света в соответствии с силой электрического тока.
Эффекты изобретения
В соответствии с настоящим изобретением, как пояснялось выше, могут быть предусмотрены новые и улучшенные устройство дисплея и способ управления для устройства дисплея, и которые выполнены с возможностью отображения высококачественного изображения путем управления характеристиками входа/выхода видеосигнала и вольтамперными характеристиками ТПТ.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана пояснительная схема, поясняющая структуру устройства 100 дисплея в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.2A показана пояснительная схема, поясняющая в форме графика переход характеристики сигнала, протекающего в устройство 100 дисплея, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.2B показана пояснительная схема, поясняющая в форме графика переход характеристики сигнала, протекающего в устройство 100 дисплея, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.2C показана пояснительная схема, поясняющая в форме графика переход характеристики сигнала, протекающего в устройство 100 дисплея, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.2D показана пояснительная схема, поясняющая в форме графика переход характеристики сигнала, протекающего в устройство 100 дисплея, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.2E показана пояснительная схема, поясняющая в форме графика переход характеристики сигнала, протекающего в устройство 100 дисплея, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.2F показана пояснительная схема, поясняющая в форме графика переход характеристики сигнала, протекающего в устройство 100 дисплея, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.3 показан вид в разрезе, представляющий в разрезе пример структуры схемы пикселя, предусмотренного в панели 158.
На фиг.4 показана эквивалентная принципиальная схема схемы управления 5Tr/1C.
На фиг.5 показана временная диаграмма управления схемой управления 5Tr/1C.
На фиг.6А показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 5Tr/1C.
На фиг.6B показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 5Tr/1C.
На фиг.6C показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 5Tr/1C.
На фиг.6D показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 5Tr/1C.
На фиг.6E показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 5Tr/1C.
На фиг.6F показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 5Tr/1C.
На фиг.6G показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 5Тг/1С.
На фиг.6Н показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 5Tr/1C.
На фиг.6I показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 5Tr/1C.
На фиг.7 показана эквивалентная схема для схемы управления 2Tr/1C.
На фиг.8 показана временная диаграмма управления схемой управления 2Tr/1C.
На фиг.9А показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 2Tr/1C.
На фиг.9В показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 2Tr/1C.
На фиг.9C показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 2Tr/1C.
На фиг.9D показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 2Tr/1C.
На фиг.9E показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 2Tr/1C.
На фиг.9F показана пояснительная схема, представляющая состояния включено/выключено и т.п. каждого из транзисторов в схеме управления 2Tr/1C.
На фиг.10 показана эквивалентная схема для схемы управления 4Tr/1C.
На фиг.11 показана эквивалентная схема для схемы управления 3Tr/1C.
На фиг.12 показана пояснительная фигура, на которой схематично представлена конфигурация цепи пикселя в обычной панели.
На фиг.13 показана пояснительная фигура, на которой схематично представлена временная диаграмма работы цепи 10 пикселя, показанной на фиг.12.
На фиг.14 показана пояснительная фигура, на которой представлены вольтамперные характеристики управляющего транзистора 14.
На фиг.15 показана пояснительная фигура, на которой представлены вольтамперные характеристики управляющего транзистора 14.
На фиг.16 показана пояснительная фигура, на которой представлена панель 158 в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.17 показана пояснительная фигура, на которой представлена цепь 212 пикселя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.18 показана пояснительная фигура, на которой схематично представлена временная диаграмма приложения напряжения в цепи 212 пикселя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.19 показана пояснительная фигура, на которой схематично показано состояние цепи 212 пикселя в течение периода Т6-Т7 коррекции мобильности на фиг.18.
На фиг.20 показана пояснительная фигура, на которой схематично представлена в форме графика характеристика выходного тока Ids в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.21 показана пояснительная фигура, на которой представлена цепь 212 пикселя в состоянии, в котором тонкопленочные транзисторы 222 и 228 находятся в открытом состоянии.
ОПИСАНИЕ НОМЕРОВ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
100 устройство дисплея
104 модуль управления
106 модуль записи
110 интегральная схема обработки сигналов
112 модуль сглаживания переходов
114 модуль I/F (И/Ф, интерфейса)
116 модуль линейного преобразования
118 модуль генерирования структуры
120 модуль регулирования цветовой температуры
122 модуль детектирования неподвижного изображения
124 модуль долговременной коррекции цветовой температуры
126 модуль управления временем излучения света
128 модуль коррекции уровня сигнала
130 модуль коррекции неравномерности
132 модуль гамма-преобразования
134 модуль обработки сглаживания переходов
136 модуль вывода сигнала
138 модуль детектирования долговременной коррекции цветовой температуры
140 модуль вывода импульса затвора
142 модуль управления схемой гамма-характеристики
150 модуль накопителя
152 модуль управления данными
154 схема гамма-характеристики
156 модуль детектирования избыточного тока
158 панель
202 горизонтальный селектор
204 сканер управления
206 сканер света
208 сканер коррекции
210 массив пикселей
212 цепь пикселя
214, 216, 218 линия сканирования
220 линия данных
222, 224, 226, 228 тонкопленочный транзистор
230 конденсатор
232 элемент излучения света
Подробное описание изобретения
Ниже будут подробно описаны предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения со ссылкой на приложенные чертежи. Следует отметить, что в данном описании и на приложенных чертежах структурные элементы, которые имеют, по существу, одинаковую функцию и структуру, обозначены одинаковыми номерами ссылочных позиций, и повторное пояснение этих структурных элементов исключено.
Вначале будет описана структура устройства дисплея в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения. На фиг.1 показана пояснительная схема, поясняющая структуру устройства 100 дисплея в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Структура 100 устройства дисплея в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения будет описана ниже со ссылкой на фиг.1.
Как показано на фиг.1, устройство 100 дисплея в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения включает в себя модуль 104 управления, модуль 106 записи, интегральную схему 110 обработки сигналов, модуль 150 накопителя, модуль 152 управления данными, схему 154 гамма-характеристики, модуль 156 детектирования избыточного тока и панель 158.
Интегральная схема 110 обработки сигналов включает в себя модуль 112 сглаживания переходов, модуль 114 И/Ф, модуль 116 линейного преобразования, модуль 118 генерирования структуры, модуль 120 регулирования цветовой температуры, модуль 122 детектирования неподвижного изображения, модуль 124 долговременной коррекции цветовой температуры, модуль 126 управления временем излучения света, модуль 128 коррекции уровня сигнала, модуль 130 коррекции неравномерности, модуль 132 гамма-преобразования, модуль 134 сглаживания переходов, модуль 136 вывода сигнала, модуль 138 долговременного детектирования коррекции цветовой температуры, модуль 140 вывода импульса затвора и модуль 142 управления схемой гамма-характеристики.
Когда принимают видеосигнал, устройство 100 дисплея анализирует этот видеосигнал и включает пиксели, расположенные на панели 158, описанной ниже, в соответствии с анализируемым содержанием, для отображения видеоизображений на панели 158.
Модуль 104 управления управляет интегральной схемой 110 обработки сигналов и передает, и принимает сигналы в и из модуля 114 И/Ф. Кроме того, модуль 104 управления выполняет различную обработку сигналов для сигналов, принимаемых из модуля 114 И/Ф. Обработка сигналов, выполняемая в модуле 104 управления, включает в себя, например, расчет коэффициента усиления, используемого для регулировки яркости изображения, отображаемого на панели 158.
Модуль 106 записи предназначен для сохранения в нем информации, для управления интегральной схемой 110 обработки сигналов в модуле 104 управления. Запоминающее устройство, которое может содержать информацию без удаления информации, даже если питание устройства 100 дисплея будет выключено, предпочтительно, используют в качестве модуля 106 записи. EEPROM (ЭСППЗУ, электрически стираемое и программируемое постоянное запоминающее устройство), которое может электронным способом перезаписывать содержание, предпочтительно, используется в качестве запоминающего устройства, которое принято в качестве модуля 106 записи. ЭСППЗУ представляет собой энергонезависимое запоминающее устройство, которое может записывать или удалять данные, причем такое ЭСППЗУ установлено в виде пакета на подложке и выполнено с возможностью сохранения информации устройства 100 дисплея, которая изменяется каждый момент времени.
Интегральная схема 110 обработки сигналов выводит видеосигнал и выполняет обработку сигналов для входного видеосигнала. В настоящем варианте выполнения видеосигнал, подаваемый в интегральную схему 110 обработки сигналов, представляет собой цифровой сигнал, и ширина сигнала составляет 10 битов. Обработку сигналов, выполняемую для входного видеосигнала, выполняют в соответствующих блоках в интегральной схеме 110 обработки сигналов.
Модуль 112 сглаживания переходов выполняет обработку сигналов, для сглаживания переходов входного видеосигнала. В частности, модуль 112 сглаживания переходов преднамеренно сдвигает изображение и сглаживает его кромку на переходе, для предотвращения явления выжигания изображения на панели 158.
Модуль 116 линейного преобразования выполняет обработку сигналов для преобразования видеосигнала, выход которого относительно входа имеет гамма-характеристику, внедренную в видеосигнал, имеющий линейную характеристику. Когда модуль 116 линейного преобразования выполняет обработку сигналов таким образом, что выход относительно входа имеет линейную характеристику, различная обработка относительно изображений, отображаемых на панели 158, упрощается. Обработка сигналов в модуле 116 линейного преобразования расширяет ширину сигнала для видеосигнала с 10 бит до 14 бит. После преобразования сигнала в модуле 116 линейного преобразования так, что он имеет линейную характеристику, его преобразуют в модуле 132 гамма-преобразования, который описан ниже, так, что он имеет гамма-характеристику.
Модуль 118 генерирования структуры генерирует тестовые структуры, используемые при обработке изображения внутри устройства 100 дисплея. Тестовые структуры, используемые при обработке изображения в устройстве 100 дисплея, включают в себя, например, тестовую структуру, которая используется для проверки изображения панели 158.
Модуль 120 регулирования цветовой температуры регулирует цветовую температуру изображений и регулирует цвета, отображаемые на панели 158 устройства 100 дисплея. Хотя это не показано на фиг.1, устройство 100 дисплея включает в себя блок регулирования цветовой температуры, который регулирует цветовую температуру, и когда пользователь выполняет операции с блоком регулирования цветовой температуры, цветовую температуру изображений, отображаемых на экране, можно регулировать вручную.
Модуль 124 долговременной коррекции цветовой температуры корректирует ухудшение, связанное со старением, из-за вариаций характеристики яркость/время (характеристика LT, ЯВ) соответствующих цветов R (красный), G (зеленый) и В (синий) элементов органической ЭЛ. Поскольку элементы органической ЭЛ имеют разные характеристики ЯВ для R, G и B, происходит ухудшение баланса цветов с течением времени излучения света. Модуль 124 долговременной коррекции цветовой температуры корректирует баланс цветов.
Модуль 126 управления временем эмиссии света рассчитывает коэффициент заполнения импульса во время отображения изображения на панели 158 и управляет временем излучения света элементов органической ЭЛ. Устройство 100 дисплея подает электрический ток в элементы органической ЭЛ на панели 158, в то время как импульс находится в ВЫСОКОМ состоянии, для обеспечения излучения света элементами органической ЭЛ и отображения изображения.
Модуль 128 коррекции уровня сигнала корректирует уровень видеосигнала и корректирует яркость видеоизображения, отображаемого на панели 158, для предотвращения явления выжигания изображения. При явлении выжигания изображения ухудшение характеристик излучения света происходит в случае, когда частота излучения света определенного пикселя высока по сравнению с другими пикселями, что приводит к уменьшению яркости этого пикселя из-за ухудшения его характеристик по сравнению с другими пикселями, характеристики которых не ухудшились, и к различию в яркости с окружающим участком, в котором не произошло ухудшение характеристики, становится большим. Из-за такого различия в яркости, текст выглядит как выжженный на экране.
Модуль 128 коррекции уровня сигнала рассчитывает величину излучения света соответствующих пикселей или группы пикселей на основе видеосигнала и коэффициента заполнения импульсов, рассчитанного модулем 126 управления временем излучения света, и рассчитывает коэффициент усиления для уменьшения яркости, в соответствии с необходимостью, на основе рассчитанной величины яркости, таким образом, чтобы умножить видеосигнал на рассчитанный коэффициент усиления. Конфигурация модуля 128 коррекции уровня сигнала будет подробно описана ниже.
Модуль 138 детектирования долговременной коррекции цветовой температуры детектирует информацию для коррекции в модуле 124 долговременной коррекции цветовой температуры. Информацию, которую детектирует модуль 138 детектирования долговременной коррекции цветовой температуры, передают в модуль 104 управления через модуль 114 И/Ф и записывают в модуле 106 записи через модуль 104 управления.
Модуль 130 коррекции неоднородностей корректирует неоднородность изображений и видеоизображений, отображаемых на панели 158. В модуле 130 коррекции неоднородностей горизонтальные полосы на панели 158 и неоднородность излучения света, которая возникает в отдельных областях экрана, корректируют на основе уровня входного сигнала и положения координат.
Модуль 132 гамма-преобразования выполняет обработку сигналов для преобразования видеосигнала, преобразованного с помощью модуля 116 линейного преобразования в сигнал, имеющий линейную характеристику, в сигнал, имеющий гамма-характеристику. Обработка сигналов, выполняемая в модуле 132 гамма-преобразования, представляет собой обработку сигналов для компенсации гамма-характеристики панели 158 и преобразования сигнала в сигнал, имеющий линейную характеристику, таким образом, что элементы органической ЭЛ на панели 158 излучают свет в соответствии с электрическим током сигнала. Когда модуль 132 гамма-преобразования выполняет обработку сигналов, ширина сигнала меняется с 14 битов до 12 битов.
Модуль 134 обработки сглаживания переходов выполняет обработку сглаживания переходов для сигнала, преобразованного модулем 132 гамма-преобразования. Сглаживание переходов обеспечивает отображение в местах, где отображаемые цвета комбинируют для выражения средних цветов в окружении, в котором количество используемых цветов мало. Благодаря выполнению сглаживания переходов с использованием модуля 134 обработки сглаживания переходов, цвета, которые по их сути невозможно отобразить на панели, можно имитировать и можно их выразить. Ширина сигнала изменяется с 12 битов до 10 битов при использовании сглаживания переходов в модуле 134 обработки сглаживания переходов.
Модуль 136 вывода сигнала выводит сигнал после сглаживания переходов, выполненного модулем 134 обработки сглаживания переходов, в модуль 152 управления данными. Сигнал, передаваемый из модуля 136 вывода сигналов в модуль 152 управления данными, представляет собой сигнал, умноженный на информацию о величине излучения света соответствующих цветов R, G и В, и сигнал, умноженный на информацию о времени излучения света, выводят в форме импульса из модуля 140 вывода импульса затвора.
Модуль 140 вывода импульса затвора выводит импульс для управления временем излучения света панели 158. Импульс, выводимый из модуля 140 вывода импульса затвора, представляет собой импульс, рассчитанный модулем 126 управления временем излучения света на основе степени заполнения. Импульс из модуля 140 вывода импульса затвора определяет время излучения света для каждого пикселя на панели 158.
Модуль 142 управления схемой гамма-характеристики задает установочное значение для схемы 154 гамма-характеристики. Установочное значение, заданное модулем 142 управления схемой гамма-характеристики, представляет собой опорное напряжение, которое требуется подать на лестничное сопротивление цифроаналогового преобразователя, содержащегося внутри модуля 152 управления данными.
В модуле 150 накопителя сохраняют, в ассоциации друг с другом, информацию для одного из пикселей и группы пикселей, который излучает свет, превышающий заданную яркость, и информацию о величине, на которую была превышена заданная яркость. Эти два типа информации становится необходимыми, когда корректируют яркость в модуле 128 коррекции уровня сигнала. В отличие от модуля 106 записи, запоминающее устройство, содержание которого удаляется, когда питание выключают, можно использовать как модуль 150 накопителя, и, например, предпочтительно использовать SDRAM (СДОЗУ, синхронное динамическое оперативное запоминающее устройство) в качестве такого запоминающего устройства. Информация, сохраняемая в модуле 150 накопителя, описана ниже.
В случае, когда избыточный ток образуется из-за короткого замыкания подложки или тому подобное, модуль 156 детектирования избыточного тока детектирует этот избыточный ток и уведомляет модуль 140 вывода импульса затвора. В случае генерирования избыточного тока, детектирование и уведомление, выполняемые модулем 156 детектирования избыточного тока, могут предотвратить подачу избыточного тока в панель 158.
Модуль 152 управления данными выполняет обработку сигналов для сигнала, принимаемого из модуля 136 вывода сигнала, и выводит сигнал для отображения видеоизображения на панели 158 в панель 158. Модуль 152 управления данными включает в себя D/A (Ц/А, цифроаналоговый) преобразователь, который не показан на чертежах, и Ц/А преобразователь преобразует цифровой сигнал в аналоговый сигнал и выводит этот аналоговый сигнал.
Схема 154 гамма-характеристики передает опорное напряжение на лестничное сопротивление Ц/А преобразователя, который содержится внутри модуля 152 управления данными. Опорное напряжение, подаваемое в лестничное сопротивление, генерируют с помощью модуля 142 управления схемой гамма-характеристики.
Панель 158 принимает как входные сигналы выходной сигнал из модуля 152 управления данными и выводит импульс из модуля 140 вывода импульса затвора, обеспечивающий излучение света элементами органической ЭЛ, которые представляют собой примеры элементов самоизлучающего типа, предназначенные для излучения света для отображения движущихся изображений и неподвижных изображений в соответствии с входными сигналом и импульсом. Форма поверхности панели 158, которая отображает изображения, выполнена плоской. Элементы органической ЭЛ представляют собой элементы самосветящегося типа, которые излучают свет, когда прикладывают напряжение, и величина излучаемого ими света пропорциональна напряжению. Вследствие этого, IL характеристике (ТЯ, ток/яркость - характеристика величины тока/излучаемого света) элементов органической ЭЛ также придают пропорциональную взаимозависимость.
В панели 158, хотя это не показано на фиг.1, пиксели, в которых предусмотрены элементы излучения света, которые самостоятельно светятся в соответствии с силой электрического тока, и цепи пикселей, которые управляют электрическим током, который подают в элементы излучения света, линии сканирования, по которым в пиксели подают, в заданном цикле сканирования, сигналы выбора, которые выбирают пиксели, которые излучат свет, линии данных, по которым в пиксели подают видеосигналы, и транзисторы, которыми управляют путем подачи сигналов выбора, имеют структуру, соответствующую компоновке матричной структуры, и такая структура пикселей, линий сканирования, линий данных и транзисторов обеспечивает возможность отображения устройством 100 дисплея видеоизображения в соответствии с видеосигналом.
Структура устройства 100 дисплея в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения была описана выше со ссылкой на фиг.1. Устройство 100 дисплея в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения, представленное на фиг.1, преобразует видеосигнал в сигнал, имеющий линейную характеристику, используя модуль 116 линейного преобразования, и после этого вводит преобразованный видеосигнал в модуль 118 генерирования структуры, но модуль 118 генерирования структуры и модуль 116 линейного преобразования могут быть взаимно заменены.
Далее переход характеристики сигнала, протекающего в устройстве 100 дисплея, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения, будет описан ниже. На фиг.2A-2F показаны пояснительные схемы, поясняющие в форме графиков переход характеристик сигнала, протекающего в устройстве 100 дисплея, в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения. На соответствующих графиках на фиг.2A-2F, на горизонтальной оси представлен вход, и на вертикальной оси представлен выход.
На фиг.2A показано, что когда вводят субъект, модуль 116 линейного преобразования умножает видеосигнал, выход A которого относительно количества света субъекта имеет гамма-характеристику, с помощью обратной гамма-кривой (линейная гамма-характеристика), для преобразования видеосигнала в видеосигнал, выход которого относительно количества света субъекта имеет линейную характеристику.
На фиг.2B иллюстрируется, что модуль 132 гамма-преобразования умножает видеосигнал, преобразованный так, что выход В относительно входа количества света субъекта имеет линейную характеристику, с помощью гамма-кривой, для преобразования видеосигнала в видеосигнал, выход которого относительно входа количества света субъекта имеет гамма-характеристику.
На фиг.2C представлено, что модуль 152 управления данными выполняет Ц/А преобразование видеосигнала, который преобразуют таким образом, что выход C относительно входа количества света субъекта имеет гамма-характеристику, в аналоговый сигнал. При Ц/А преобразовании взаимосвязь между вводом и выводом имеет линейную характеристику. Вследствие этого, модуль 152 управления данными выполняет Ц/А преобразование для видеосигнала, и когда вводят количество света субъекта, выходное напряжение имеет гамма-характеристику.
На фиг.2D иллюстрируется, что когда видеосигнал, который был подвергнут Ц/А преобразованию, подают в транзистор, включенный в панель 158, обе гамма-характеристики компенсируют друг друга. VI (ВА, вольтамперная) характеристика транзистора представляет собой гамма-характеристику, которая имеет кривую, обратную гамма-характеристике выходного напряжения относительно входа количества света субъекта. Вследствие этого, когда вводят количество света субъекта, может быть снова выполнено преобразование таким образом, что выходной ток будет иметь линейную характеристику.
На фиг.2E представлено, что когда вводят количество света субъекта, сигнал, выходной ток которого имеет линейную характеристику, вводят в панель 158, и сигнал, имеющий линейную характеристику, умножают на ТЯ характеристику органических ЭЛ элементов, имеющих линейную характеристику.
В результате, как показано на фиг.2F, когда вводят количество света субъекта, количество излучаемого света панелью (OLED, ОСДП, органическая светодиодная панель) имеет линейную характеристику, и поэтому, путем умножения видеосигнала на кривую обратной гамма-характеристики и преобразование видеосигнала в модуле 116 линейного преобразования так, чтобы он имел линейную характеристику, становится возможным выполнить обработку сигналов на интервале в модуль 132 гамма-преобразования из модуля 116 линейного преобразования в интегральной схеме 110 обработки сигналов, показанной на фиг.1 в виде линейной области.
Переходы характеристики сигналов, поступающих в устройство 100 дисплея в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения, были описаны выше.
Структура цепи пикселя
Далее будет описан один пример структуры цепи пикселя, расположенной в панели 158, показанной на фиг.1.
На фиг.3 показан вид в разрезе, представляющий один пример структуры цепи пикселя, расположенной на панели 158, показанной на фиг.1. Как показано на фиг.3, цепь пикселя, расположенная на панели 158, имеет структуру, в которой изоляционная пленка 1202 и пленка 1203 выравнивания изоляции, а также пленка 1204 окна изоляции, сформированы в указанном порядке на стеклянной подложке 1201, на которой сформирована схема управления, включающая в себя транзистор 1022 управления и т.п., и элемент 1021 органической ЭЛ расположен в выемке 1204А в пленке 1204 изоляции окна. Здесь среди соответствующих элементов структуры управления представлен только транзистор 1022 управления, и другие структурные элементы не представлены.
Элемент 1021 органической ЭЛ состоит из электрода 1205 анода, состоящего из металла или тому подобного, сформированного на нижнем участке выемки 1204А в пленке 1205 изоляции окна, органического слоя (слоя транспортирования электронов, слоя излучения света и слоя транспортирования дырок/слоя имплантации дырок) 1206, сформированного на электроде 1205 анода, и электрода 1207 катода, состоящего из прозрачной электропроводной пленки или тому подобное, сформированного как общий электрод для всех пикселей на органическом слое 1206.
В элементе 1021 органической ЭЛ, органический слой 1206 сформирован путем последовательного нанесения слоя 2061 транспортирования дырок/слоя имплантации дырок, слоя 2062 излучения света, слоя 2063 транспортирования электронов и слоя имплантации электронов (не показан на чертеже) на электроде 1205 анода. В соответствии с этим, свет излучается, когда происходит рекомбинация электронов и дырок в слое 2062 излучения света в органическом слое 1206, в результате протекания тока от транзистора 1022 управления через электрод 1205 анода в органический слой 1206, при управлении током с помощью транзистора 1022 управления.
Транзистор 1022 управления состоит из электрода 1221 затвора, области 1223 истока/стока, расположенной с одной стороны полупроводникового слоя 1222, области 1224 стока/истока, расположенной с другой стороны полупроводникового слоя 1222, и области 1225, формирующей канал на участке, обращенном к электроду 1221 затвора полупроводникового слоя 1222. Область 1223 истока/стока электрически соединена с электродом 1205 анода элемента 1021 органической ЭЛ через контактное отверстие.
В соответствии с этим, как показано на фиг.3, после формирования элемента 1021 органической ЭЛ в каждом модуле пикселя, через изолирующую пленку 1202, через изолирующую выравнивающую пленку 1203 и пленку 1204 изоляции окна, на стеклянной подложке 1201, на которой сформирована схема управления, включающая в себя транзистор 1022 управления, уплотнительную подложку 1209 прикрепляют с помощью клея 1210 через пленку 1208 пассивации, и элемент 1021 органической ЭЛ герметизируют с помощью уплотнительной подложки 1209, формируя панель 158.
Схема управления
Далее будет описан один пример структуры схемы управления, расположенной на панели 158, которая показана на фиг.1.
Существуют различные схемы, показанный на фиг.4 и т.д., используемые как схемы управления для управления модулем излучения света ELP (ПЭЛ, панель электролюминесценции), в котором предусмотрены элементы органической ЭЛ, но вначале ниже будут описаны общие моменты, для схемы управления, по существу, состоящей из пяти транзисторов/одного конденсатора (которая ниже в некоторых случаях может называться схемой управления 5Tr/1C), схемы управления, в общем, состоящей из четырех транзисторов/одного конденсатора (которая ниже в некоторых случаях может называться схемой управления 4Tr/1C), схемы управления, в общем, состоящей из трех транзисторов/одного конденсатора (которая ниже в некоторых случаях может называться схемой управления 3Tr/1C), и схемы управления, в общем, состоящей из двух транзисторов/одного конденсатора (которая ниже в некоторых случаях может называться схемой управления 2Tr/1C).
Для удобства каждый транзистор, составляющий схему управления, в принципе, описан как состоящий из тонкопленочного транзистора (TFT, ТПТ) с n-каналом. Однако следует отметить, что в зависимости от варианта выполнения, часть транзисторов также может представлять собой транзисторы ТПТ с p-каналом. Следует отметить, что также можно использовать структуру, в которой транзисторы сформированы на полупроводниковой подложке или тому подобное. Структура транзисторов, составляющих схему управления, не ограничена чем-либо конкретным. В приведенных ниже пояснениях транзисторы, составляющие схему управления, описаны как транзисторы, работающие в режиме обогащения, но они не ограничиваются этим. Можно использовать транзисторы, работающие в режиме обеднения. Кроме того, транзисторы, составляющие схему управления, могут представлять собой транзисторы типа транзистора с одним затвором или транзисторы типа транзистора с двойным затвором.
В приведенном ниже пояснении устройство дисплея состоит из (N/3)×М пикселей, расположенных в виде структуры двумерной матрицы, и один пиксель используется для составления трех подпикселей (подпиксель, излучающий красный свет, который излучает красный свет, подпиксель, излучающий зеленый свет, который излучает зеленый свет, и подпиксель, излучающий синий свет, который излучает синий свет). Кроме того, элементами, излучающими свет, составляющими каждый пиксель, управляют в линейной последовательности, и частота кадров дисплея принята равной FR (раз/секунду). То есть, (N/3) пикселями, расположенными в m-м ряду (где m=1, 2, 3,… М), или, более конкретно, излучающими свет элементами, соответственно, составленными из N подпикселей, управляют одновременно. Другими словами, в соответствующих излучающих свет элементах, составляющих один столбец, временем излучения ими света/временем отсутствия излучения ими света управляют с помощью модуля столбца, которому они принадлежат. Следует отметить, что обработка для записи видеосигнала для соответствующих пикселей, составляющих один столбец, может быть выполнена с записью видеосигнала для всех пикселей одновременно (что ниже в некоторых случаях может называться просто обработкой одновременной записи), или может представлять собой обработку записи последовательного видеосигнала для каждого соответствующего пикселя (которая ниже, в некоторых случаях, может называться просто обработкой последовательной записи). Причем выбор обработки записи может быть соответствующим образом выполнен произвольно в соответствии со структурой схемы управления.
Здесь, в принципе, описаны управление и операция, относящаяся к излучающему свет элементу, расположенному в m-м столбце и n-м ряду (где n=1, 2, 3,… N), но такой излучающий свет элемент ниже называется (n, m)-м излучающим свет элементом или (n, m)-ми подпикселями. В соответствии с этим, различную обработку (обработку исключения порогового напряжения, обработку записи и обработку коррекции мобильности, описанную ниже) выполняют до тех пор, пока не закончится период горизонтального сканирования соответствующих пикселей, расположенных в m-м столбце (m-й период горизонтального сканирования). Следует отметить, что выполнение обработки записи и обработки коррекции мобильности в m-й горизонтальный период сканирования является необходимым. С другой стороны, в зависимости от типа схемы управления, обработку исключения порогового напряжения отменяют и сопровождающую ее предварительную обработку можно выполнить заранее в m-й период горизонтального сканирования.
В соответствии с этим, после полного окончания различной обработки, описанной выше, излучающие свет модули, составляющие соответствующие излучающие свет элементы, расположенные в m-м столбце, излучают свет. Следует отметить, что после полного окончания различной обработки, описанной выше, излучающие свет модули могут излучать свет немедленно, или излучающие свет модули могут излучать свет после того, как пройдет определенный период (например, заданный период горизонтального сканирования нескольких столбцов). Этот заданный период может быть установлен соответствующим образом в соответствии со спецификацией устройства дисплея или структурой, или тому подобное схемы управления. Следует отметить, что в приведенных ниже пояснениях, для удобства пояснения принято, что излучающий свет модуль излучает свет непосредственно после окончания различной обработки. В соответствии с этим, излучение света излучающих свет модулей, составляющих соответствующие излучающие свет элементы, расположенные в m-м столбце, продолжается непосредственно перед началом периода горизонтального сканирования соответствующих излучающих свет элементов, расположенных в (m+m')-м столбце. Здесь "m"' определено в соответствии с установками спецификации устройства дисплея. То есть, излучение света излучающими свет модулями, составляющими соответствующие излучающие свет элементы, расположенные в m-м столбце в заданном кадре отображения, продолжается до тех пор, пока не наступит (m+m'-1)-й период горизонтального сканирования. С другой стороны, излучающие свет модули, составляющие соответствующие излучающие свет элементы, расположенные в m-м столбце, в принципе, поддерживают в состоянии отсутствия излучения света от начала (m+m')-го периода горизонтального сканирования, до тех пор, пока не будет закончена обработка записи и обработка коррекции мобильности в пределах m-го периода горизонтального сканирования в последующем кадре отображения. Путем установки периода описанного выше состояния отсутствия излучения света (который ниже в некоторых случаях может называться просто периодом отсутствия излучения света), уменьшается размывание из-за остаточного изображения, сопровождающего управление активной матрицы, и может быть получено еще более исключительное качество движущегося изображения. Следует, однако, отметить, что состояние излучения света/отсутствия излучения света соответствующих подпикселей (излучающих свет элементов) не ограничивается состоянием, описанным выше. Кроме того, длительность времени периода горизонтального сканирования представляет собой длительность времени меньше, чем (1/FR)×(1/М) секунд. В случае, когда значение (m+m') превышает М, период горизонтального сканирования с дополнительным временем обрабатывают в следующем кадре отображения.
В двух областях истока/стока, имеющих один транзистор, термин "область истока/стока одной стороны" в некоторых случаях будет использоваться со значением области истока/стока на стороне, подключенной к модулю источника электропитания. Кроме того, транзистор, находящийся в состоянии "включено", обозначает состояние, в котором сформирован канал между областями истока/стока. Протекает ли ток от области истока/стока одной стороны транзистора в область истока/стока на другой стороне, не существенно. С другой стороны, транзистор, находящийся в состоянии "выключено", означает состояние, в котором канал не был сформирован между областями истока/стока. Кроме того, область истока/стока данного транзистора, подключенного к области истока/стока другого транзистора, включает в себя режим, в котором область истока/стока данного транзистора и область истока/стока другого транзистора занимают одинаковую область. Кроме того, область истока/стока может быть составлена не только электропроводным материалом, таким как поликремний, содержащий примеси, или аморфный кремний или тому подобное, но также может быть составлена из металла, сплава, электропроводных частиц, слоистой структуры из этих материалов, или слоев, составленных из органического материала (электропроводного полимера). Кроме того, на временных диаграммах, используемых для приведенного ниже пояснения, длительность (длительность времени) по горизонтальной оси, обозначающая каждый период, представлена схематично и не обозначает пропорцию длительности времени каждого периода.
Способ управления излучающим свет модулем ПЭЛ, используемым в схеме управления, показанной на фиг.4 или тому подобное, состоит, например, из следующих этапов:
1
1
2
2
1
2
D
2
(а) выполняют предварительную обработку для подачи напряжения инициализации первого узла ND к первому узлу ND и для подачи напряжения инициализации второго узла ND ко второму узлу ND таким образом, что разность электрических потенциалов между первым узлом ND и вторым узлом ND превышала пороговое напряжение транзистора TR управления, и, кроме того, разность электрических потенциалов между вторым узлом ND и электродом катода, расположенным на излучающем свет модуле ПЭЛ, не превышала пороговое напряжение модуля ПЭЛ излучения света, и затем,
1
2
D
1
(b) выполняют, в состоянии, в котором поддерживают электрический потенциал первого узла ND, обработку исключения порогового напряжения для изменения электрического потенциала второго узла ND в направлении электрического потенциала, получаемого путем вычитания порогового напряжения транзистора TR управления из электрического потенциала первого узла ND, и после этого,
1
w
(c) выполняют обработку записи для приложения видеосигнала из линии DTL данных (ЛД) к первому узлу ND через транзистор TR записи, переключенный с состояние "включено" по сигналу из линии SCL (ЛСК) сканирования, и затем,
1
w
D
1
2
(d) выполняют управление излучающим свет модулем ПЭЛ путем перевода первого узла ND в высокоимпедансное состояние, путем переключения транзистора TR в состояние "выключено" по сигналу из линии ЛСК сканирования, и обеспечивая протекание тока в излучающий свет модуль ПЭЛ из модуля 2100 источника элекропитания через транзистор TR управления в соответствии со значением электрического потенциала между первым узлом ND и вторым узлом ND.
1
2
D
1
2
D
1
D
2
D
1
2
D
D
2
D
1
1
2
D
D
1
2
D
D
D
Как было описано выше, на этапе (b) выполняют, в состоянии, когда поддерживают электрический потенциал первого узла ND, обработку исключения порогового напряжения для изменения электрического потенциала второго узла ND в направлении электрического потенциала, получаемого путем вычитания порогового напряжения транзистора TR управления из электрического потенциала первого узла ND. Более конкретно, для изменения электрического потенциал второго узла ND в направлении электрического потенциала, получаемого путем вычитания порогового напряжения транзистора TR управления из электрического потенциала первого узла ND, напряжение, превышающее напряжение, которое представляет собой пороговое напряжение транзистора TR управления, добавляемое к электрическому потенциалу второго узла ND, на этапе (а) прикладывают к области истока/стока одной стороны транзистора TR управления. Качественно, при обработке исключения порогового напряжения, степень, в которой влияют на электрический потенциал между первым узлом ND и вторым узлом ND (другими словами, электрический потенциал между электродом затвора и областью истока транзистора TR управления) приближается к пороговому напряжению транзистора управления TR, зависит от времени обработки исключения порогового напряжения. Следовательно, в режиме, в котором, например, установлено достаточно длительное время обработки исключения порогового напряжения, электрический потенциал второго узла ND приближается к электрическому потенциалу, получаемому путем вычитания порогового напряжения транзистора TR управления из электрического потенциала первого узла ND. В соответствии с этим, разность электрических потенциалов между первым узлом ND и вторым узлом ND достигает порогового напряжения транзистора TR управления, и транзистор TR управления переключается в состояние "выключено". С другой стороны, в режиме, в котором, например, установлено время обработки исключения порогового напряжения, оно неизбежно должно быть установлено коротким, может возникнуть случай, в котором электрический потенциал между первым узлом ND и вторым узлом ND становится больше, чем пороговое напряжение транзистора TR управления, и транзистор TR управления не переключается в состояние "выключено". Транзистор TR управления необязательно должен переключаться в состояние "выключено" в результате обработки исключения порогового напряжения.
Ниже будет подробно описана структура схемы управления каждой соответствующей цепи управления и способ управления излучающим свет модулем ПЭЛ, который используется в этих цепях управления.
Схема управления 5Tr/1C
Эквивалентная схема схемы управления 5Tr/1C представлена на фиг.4, временная диаграмма управления схемой управления 5Tr/1C, представленной на фиг.4, схематично показана на фиг.5, и состояния включения/выключения и т.п. каждого транзистора схемы управления 5Tr/1C схематично показаны на фиг.6A - фиг.6I.
w
D
1
2
3
1
w
1
2
3
D
Такая схема управления 5Tr/1C состоит из пяти транзисторов: транзистора TR записи, транзистора TR управления, первого транзистора TR, второго транзистора TR и третьего транзистора TR. Эта схема, кроме того, состоит из конденсатора C. Следует отметить, что транзистор TR записи, первый транзистор TR, второй транзистор TR и третий транзистор TR могут быть составлены из ТПТ с p-каналом. Следует также отметить, что транзистор TR управления, показанный на фиг.4, эквивалентен транзистору 1022 управления, который показан на фиг.3.
1
Первый транзистор TR
1
cc
1
D
1
1
1
Область истока/стока одной стороны первого транзистора TR соединена с модулем 2100 источника электропитания (напряжение V), и область истока/стока другой стороны первого транзистора TR соединена с областью истока/стока одной стороны транзистора TR управления. Кроме того, операцией включения/выключения первого транзистора TRуправляют с помощью линии CL управления первым транзистором, продолжающейся от схемы 2111 управления первым транзистором и подключенной к электроду затвора первого транзистора TR. Модуль 2100 источника элекропитания предусмотрен для подачи тока в излучающий свет модуль ПЭЛ и обеспечивает излучение света излучающим свет модулем ПЭЛ.
D
Транзистор TR управления
D
D
Область истока/стока одной стороны транзистора TR управления, как было описано выше, подключена к области истока/стока другой стороны первого транзистора. С другой стороны, область истока/стока другой стороны транзистора TR управления подключена к:
(1) электроду анода излучающего свет модуля ПЭЛ,
2
(2) области истока/стока другой стороны второго транзистора TR и
1
(3) одному электроду конденсатора C,
2
D
и составляет второй узел ND. Кроме того, электрод затвора транзистора TR управления подключен к:
w
(1) области истока/стока другой стороны транзистора TR,
D
(2) области истока/стока другой стороны третьего транзистора TR и
1
1
(3) другому электроду конденсатора C, и составляет первый узел ND.
D
ds
D
D
Здесь транзистором TR управления, в состоянии излучения света излучающим свет элементом управляют в соответствии с уравнением (1), приведенным ниже, для обеспечения протекания тока I стока. В состоянии излучения света излучающим свет элементом область истока/стока на одной стороне транзистора TR управления выполняет функцию области стока, и область истока/стока на другой стороне выполняет функцию области истока. Для удобства пояснения, в приведенном ниже пояснении, в некоторых случаях, область истока/стока на одной стороне транзистора TR управления может называться просто областью стока, и область истока/стока другой стороны может называться областью истока. Следует отметить, что приняты следующие обозначения:
µ: эффективная мобильность
L: длина канала
W: ширина канала
gs
V: разность электрических потенциалов между электродом затвора и областью истока
th
V: пороговое напряжение
ох
С: (относительная проницаемость слоя изоляции затвора)×(электрическая постоянная)/(толщина слоя изоляции затвора)
и выполняется следующее
ox
k≡(1/2)·(W/L)·C
ds
ds
Излучающий свет модуль ПЭЛ излучает свет, благодаря этому току I стока, протекающему через излучающий свет модуль ПЭЛ. Состоянием излучения света (яркостью) излучающего света модуля ПЭЛ управляют по значению силы этого тока I стока.
w
Транзистор TR записи
w
D
w
sig
sig
w
w
Область истока/стока другой стороны транзистора TR записи, как было описано выше, соединена с электродом затвора транзистора TR управления. С другой стороны, область истока/стока на одной стороне транзистора TR записи соединена с линией ЛД данных, продолжающейся от схемы 2102 вывода сигнала. В соответствии с этим, видеосигнал V для управления яркостью в излучающем свет модуле ПЭЛ подают в область истока/стока одной стороны через линию ЛД данных. Следует отметить, что различные сигналы или напряжения (сигналы или различные опорные напряжения, или тому подобное для управления с предварительным зарядом), кроме V могут быть поданы в область истока/стока одной стороны через линию ЛД данных. Кроме того, операцией включения/выключения транзистора TR записи управляют по линии ЛСК сканирования, продолжающейся от схемы 2101 сканирования и подключенной к электроду затвора транзистора TR записи.
2
Второй транзистор TR
2
D
ss
2
D
2
2
2
2
Область истока/стока другой стороны второго транзистора TR, как было описано выше, соединена с областью истока транзистора TR управления. С другой стороны, напряжение V для инициализации электрического потенциала второго узла ND (то есть, электрического потенциала области истока транзистора TR управления) подают в область истока/стока одной стороны второго транзистора TR. Кроме того, операцией включения/выключения второго транзистора TR управляют с помощью линии AZ управления вторым транзистором, продолжающейся от схемы 2112 управления вторым транзистором и подключенной к электроду затвора второго транзистора TR.
3
Третий транзистор TR
3
D
ofs
1
D
3
3
3
3
Область истока/стока другой стороны третьего транзистора TR, как было описано выше, подключена к электроду затвора транзистора TR управления. С другой стороны, напряжение V, для инициализации электрического потенциала первого узла ND (то есть электрического потенциала электрода затвора транзистора TR управления) подают в область истока/стока одной стороны третьего транзистора TR. Кроме того, операцией включения/выключения третьего транзистора TR управляют с помощью линии AZ управления третьего транзистора, продолжающейся от схемы 2113 управления третьего транзистора и подключенной к электроду затвора третьего транзистора TR.
Излучающий свет модуль ПЭЛ
D
cat
EL
th-el
th-el
Электрод анода излучающего свет модуля ПЭЛ, как было описано выше, подключен к области истока транзистора TR управления. С другой стороны, напряжение V подают к электроду катода излучающего свет модуля ПЭЛ. Емкость излучающего свет модуля ПЭЛ обозначена символом C. Кроме того, пороговое напряжение, которое может потребоваться для излучения света излучающим свет модулем ПЭЛ, принято равным V. То есть, когда напряжение V или больше подают между электродом анода и электродом катода излучающего света модуля ПЭЛ, излучающий свет модуль ПЭЛ излучает свет.
В приведенном ниже пояснении, значения напряжения или электрического потенциала представляют собой такие, как показаны ниже, но они представляют собой только значения, принятые для пояснения, и отсутствуют какие-либо ограничения по этим значениям.
S
g
VI: видеосигнал управления яркостью в излучающем свет модуле ПЭЛ
…0 вольт - 10 вольт
CC
V: напряжение модуля 2100 источника электропитания
…20 вольт
0fs
D
1
V: напряжение инициализации электрического потенциала электрода затвора транзистора TR управления (электрический потенциал первого узла ND)
…0 вольт
SS
D
2
V: напряжение инициализации электрического потенциала области истока транзистора TR управления (электрический потенциал второго узла ND)
…-10 вольт
th
D
V: пороговое напряжение транзистора TR управления
…3 вольта
Cat
V: напряжение, приложенное к электроду катода излучающего свет модуля ПЭЛ
…0 вольт
th-et
V: пороговое напряжение излучающего свет модуля ПЭЛ
…3 вольта
Ниже поясняется работа схемы управления 5Tr/1C. Следует отметить, что, как было описано выше, считается, что состояние излучения света начинается немедленно после того, как будет закончена обработка различных типов (обработка исключения порогового напряжения, обработка записи и обработка коррекции мобильности), но в этом отношении не установлены какие-либо ограничения. Это аналогично схеме управления 4Tr/1C, схеме управления 3Tr/1C и схеме управления 2Tr/1C, которая будет описана ниже.
-1
Период - ТР (5) (См. фиг.5 и фиг.6A)
-1
ds
ds
w
2
3
1
D
Этот [период - ТР (5)] представляет собой, например, операцию в предыдущем кадре отображения и представляет собой период, в котором (n,m)-ые излучающие свет элементы после окончания предыдущей обработки различных типов находятся в состоянии излучения света. То есть, I' стока протекает в излучающий свет модуль ПЭЛ в излучающих свет элементах, составляющих (n,m)-ые подпиксели. на основе уравнения (5), описанного ниже, и яркость излучающих свет элементов, составляющих (n,m)-ые подпиксели, представляют значение, соответствующее току I' стока. Здесь транзистор TR записи, второй транзистор TR и третий транзистор TR находятся в состоянии "выключено", и первый транзистор TR и транзистор TR управления находятся в состоянии "включено". Состояние излучения света (n,m)-ых излучающих свет элементов продолжается непосредственно до начала периода горизонтального сканирования излучающих свет элементов, расположенных в (m+m')-м столбце.
0
4
0
4
1
4
[Период - ТР (5)] - [период - ТР (5)], показанные на фиг.5, представляют собой период работы от момента окончания состояния излучения света после окончания предыдущих различных типов обработки до момента непосредственно перед выполнением следующей обработки записи. То есть, этот [период - ТР (5)] - [период - ТР (5)] представляет собой период заданной длительности времени, например, от начального периода, состоящего из (m+m')-ого периода горизонтального сканирования в предыдущем кадре отображения до конечного периода (m-1)-ого периода горизонтального сканирования. Следует отметить, что можно считать, что [период - ТР (5)] - [период - ТР (5)] могут быть включены в m-ый горизонтальный период сканирования в настоящем кадре отображения.
0
4
0
1
3
4
1
2
1
В соответствии с этим, в этот [период - ТР (5)] - [период - ТР (5)], (n,m)-ый излучающие свет элементы, в принципе, находятся в состоянии отсутствия излучения света. То есть, во время [период - ТР (5)] - [период - ТР (5)] и [период - ТР (5)] - [период - ТР (5)], первый транзистор TR находится в состоянии "выключено", и, таким образом, излучающие свет элементы не излучают свет. Следует отметить, что в [период - ТР (5)], первый транзистор TR находится в состоянии "включено". Однако в этот период выполняют описанную ниже обработку исключения порогового напряжения. Как будет подробно описано при пояснении обработки исключения порогового напряжения, если предположить, что уравнение (2), описанное ниже, удовлетворяется, излучающие свет элементы не излучают свет.
0
4
1
1
4
Соответствующие периоды из [период - ТР (5)] - [период - ТР (5)] вначале будут описаны ниже. Следует отметить, что длительность начального периода, такого как [период - ТР (5)] и длительность соответствующих периодов, таких как [период - ТР (5)] - [период - ТР (5)] могут быть установлены соответствующим образом, в соответствии с конструкцией устройства дисплея.
0
Период - ТР (5)
0
w
2
3
1
0
1
2
D
th-el
cat
1
D
2
Как было описано выше, в [период - ТР (5)], (n,m)-ые излучающие свет элементы находятся в состоянии отсутствия излучения света. Транзистор TR записи, второй транзистор TR и третий транзистор TR находятся в состоянии "выключено". Кроме того, во время перехода из [период - ТР (5)] в [период - ТР (5)], поскольку первый транзистор TR меняет свое состояние истока на "выключено", электрический потенциал второго узла ND (область транзистора TR управления или электрод анода излучающего свет модуля ПЭЛ) падает до (V+V), и излучающий свет модуль ПЭЛ изменяет свое состояние на состояние отсутствия излучения света. Кроме того, электрический потенциал первого узла ND (электрод затвора транзистора TR управления) в высокоимпедансном состоянии также падает, таким образом, что он следует падению электрического потенциала второго узла ND.
1
Период - ТР (5) (См. фиг.6B и фиг.6C)
1
1
2
3
2
3
1
0fs
2
ss
1
2
2
2
3
2
3
В этот [период - ТР (5)] выполняют предварительную обработку для выполнения описанной ниже обработки исключения порогового напряжения. То есть, в начале [периода - ТР (5)], второй транзистор TR и третий транзистор TR переводят в состояние "включено", путем перевода линии AZ управления вторым транзистором и линии AZ управления третьим транзистором на высокий уровень. В результате этого, электрический потенциал первого узла ND меняется на V (например, 0 вольт). С другой стороны, электрический потенциал второго узла ND изменяется на V(например, - 10 вольт). В соответствии с этим, перед окончанием этого [период - ТР (5)], второй транзистор TR переводят в состояние "выключено", путем перевода линии AZ управления вторым транзистором на низкий уровень. Следует отметить, что второй транзистор TR и третий транзистор TR могут быть одновременно переведены в состояние "включено", второй транзистор TR может быть переведен в состояние "включено" первым, или третий транзистор ТR может быть переведен в состояние "включено" первым.
D
th
D
Учитывая приведенную выше обработку, разность электрического потенциала между электродом затвора и областью истока транзистора TR управления становится V или выше. Транзистор TR управления изменяет свое состояние на состояние "включено".
2
Период - ТР (5) (См. фиг.6D)
1
1
3
1
0fs
2
th
D
1
2
D
th
D
2
0fs
th
ss
0fs
th
Далее выполняют обработку исключения порогового напряжения. То есть, первый транзистор TR переводят в состояние "включено" путем перевода линии CL управления первым транзистором на высокий уровень, поддерживая третий транзистор TR в состоянии "включено". В результате этого электрический потенциал первого узла ND не меняется (поддерживается V=0 вольт), и электрический потенциал второго узла ND меняется в направлении электрического потенциала, получаемого путем вычитания порогового напряжения V транзистора TR управления из электрического потенциала первого узла ND. То есть, электрический потенциал второго узла ND, находящегося в высокоимпедансном состоянии, повышается. В соответствии с этим, когда электрический потенциал между электродом затвора и областью истока транзистора TR управления достигает V, транзистор TR управления меняет свое состояние на состояние "выключено". В частности, электрический потенциал второго узла ND в высокоимпедансном состоянии приближается к (V-V=-3 вольта>V) и, в конечном итоге, становится (V-V). Здесь, если обеспечивается выполнение уравнения (2), приведенного ниже, или, другими словами, если электрический потенциал выбирают и определяют таким образом, чтобы удовлетворялось уравнение (2), излучающий свет модуль ПЭЛ не излучает свет.
2
2,
0fs
th
2
th
D
0fs
D
th-el
В этот [период - ТР (5)] электрический потенциал второго узла ND в конечном итоге, становится (V-V). To есть, электрический потенциал второго узла ND определен в зависимости только от порогового напряжения V транзистора TR управления и напряжения V для инициализации электрода затвора транзистора TRуправления. Другими словами, отсутствует зависимость от порогового напряжения V излучающего свет модуля ПЭЛ.
3
Период - ТР (5) (См. фиг.6E)
1
1
3
1
0fs
2
ofs
th
После этого, первый транзистор TRпереводят в состояние "выключено" путем перевода линии CL управления первым транзистором на низкий уровень, при поддержании третьего транзистора TR в состоянии "включено". В результате этого, электрический потенциал первого узла ND удерживается без изменений (поддерживают V=0 вольт) и электрический потенциал второго узла ND также удерживают без изменений (V-V=-3 вольт).
4
Период - ТР (5) (См. фиг.6F)
3
3
1
2
Далее третий транзистор TR переводят в состояние "выключено" путем перевода линии AZ управления третьим транзистором на низкий уровень. В результате этого электрические потенциалы первого узла ND и второго узла ND, по существу, не изменяются. В действительности, изменения электрического потенциала могут возникать из-за электростатической связи паразитной емкости или тому подобное, но обычно их можно игнорировать.
5
7
5
6
5
6
Далее описаны соответствующие периоды, такие как [период - ТР (6)] - [период - ТР (5)]. Следует отметить, что, как описано ниже, обработку записи выполняют в [период -ТР (5)], и обработку коррекции мобильности выполняют в [период - ТР (5)]. Как было описано выше, выполнение этих наборов обработки во время m-ого периода горизонтального сканирования является необходимым. Для удобства пояснения, начальный период, такой как [период - ТР (5)], и конечный период [период - ТР (5)] поясняются, как совпадающие, соответственно, с начальным периодом и конечным периодом m-ого периода горизонтального сканирования.
5
[Период - ТР (5)] (См. фиг.6G)
D
w
sig
1
2
3
1
sig
После этого выполняют обработку записи для транзистора TRуправления. В частности, транзистор TR записи переводят в состояние "включено" путем перевода электрического потенциала линии ЛД данных на видеосигнал V, для управления яркостью излучающего свет модуля ПЭЛ, и затем переводят линию ЛСК сканирования на высокий уровень при поддержании состояния "выключено" первого транзистора TR, второго транзистора TR и третьего транзистора TR. В результате этого, электрический потенциал первого узла ND повышается до V.
1
1
EL
EL
D
gs
D
0fs
sig
0fs
1
1
2
sig
0fs
D
1
1
EL
D
EL
1
gs
2
D
sig
0fs
D
EL
EL
1
l
gs
D
2
1
2
1
1
D
g
2
D
s
g
s
1
2
gs
D
Здесь емкость конденсатора C обозначена величиной C, и емкость конденсатора C излучающего свет модуля ПЭЛ обозначена значением C. В соответствии с этим, значение паразитной емкости между электродом затвора и областью истока транзистора TR управления принимают равной C. Когда электрический потенциал электрода затвора транзистора TR управления изменяется с V до V (>V), электрические потенциалы двух выводов конденсатора C (электрические потенциалы первого узла ND и второго узла ND), в принципе, меняются. То есть, электрический заряд на основе величины изменения (V-V) электрического потенциала электрода затвора транзистора TR управления (=электрический потенциал первого узла ND) накапливается в конденсаторе C в емкости C излучающего свет модуля ПЭЛ, и в паразитной емкости между электродом затвора и областью истока транзистора TR управления. Однако, если значение C достаточно велико по сравнению со значением C и значением C, изменение электрического потенциала области истока (второй узел ND) транзистора TR управления будет малым на основе величины изменения (V-V) электрического потенциала электрода затвора транзистора TR управления. В соответствии с этим, в общем, значение C емкости для емкости C излучающего свет модуля ПЭЛ больше, чем значение C емкости конденсатора C и значение C паразитной емкости транзистора TR управления. В этом отношении, для удобства пояснения, за исключением случаев, когда это специально требуется, приведено пояснение без учета изменения электрического потенциала второго узла ND, возникающего из-за изменения электрического потенциала первого узла ND. Это также аналогично другим схемам управления. Следует отметить, что временная диаграмма управления, показанная на фиг.5, также показана без учета изменения электрического потенциала второго узла ND, возникающего из-за изменения электрического потенциала первого узла ND. Когда электрический потенциал электрода затвора (первый узел ND) транзистора TR управления принимают равным V, и электрический потенциал области истока (второго узла ND) транзистора TR управления принимают равным V, значение V и значение V меняются, как обозначено ниже. Таким образом, разность электрических потенциалов первого узла ND и второго узла ND, или другими словами, разность V электрического потенциала между электродом затвора и областью истока транзистора TR управления может быть выражена с помощью уравнения (3), показанного ниже.
gs
D
S
g
th
D
0fs
D
th-el
То есть V, получаемое в результате обработки записи относительно транзистора TR управления, зависит только от видеосигнала VI для управления свечением излучающего свет модуля ПЭЛ, порогового напряжения V транзистора TR управления и напряжения V для инициирования электрического потенциала области истока транзистора TR управления. В соответствии с этим, оно не связано с пороговым напряжением V излучающего свет модуля ПЭЛ.
6
Период - ТР (5) (См. фиг.6H)
2
D
D
После этого выполняют коррекцию (обработку коррекции мобильности) электрического потенциала области истока (второго узла ND) транзистора TR управления на основе величины мобильности µ транзистора TR управления.
D
sig
D
ds
D
ds
D
Обычно, когда транзистор TR управления изготавливают в виде поликремниевого тонкопленочного транзистора или тому подобное, трудно исключить возникновение вариаций мобильности µ, между транзисторами. Вследствие этого, даже когда видеосигнал V, имеющий идентичное значение, прикладывают к электродам затвора множества транзисторов TR управления, в которых присутствуют различия мобильности µ, возникают различия между токами I стока, протекающими через транзисторы TR управления, имеющие большую мобильность µ, и токами I стока, протекающими через транзисторы TR управления, имеющие малую мобильность µ. В соответствии с этим, когда возникает различие такого рода, теряется однородность экрана устройства дисплея.
1
1
w
0
w
1
D
D
D
D
D
gs
D
Вследствие этого, в частности, первый транзистор TR переводят в состояние "включено" путем перевода линии CL управления первого транзистора на высокий уровень, при поддержании состояния "включено" транзистора TR записи, и затем, после того, как пройдет заданное время (t), транзистор TR записи переводят в состояние "выключено", и первый узел ND (электрод затвора транзистора TR управления) переводят в высокоимпедансное состояние, путем перевода линии ЛСК сканирования на низкий уровень. В соответствии с этим, в результате описанного выше, в случае, когда значение мобильности µ транзистора TR управления становится большим в результате описанного выше, величина ΔV повышения (значение коррекции электрического потенциала) для электрического потенциала в области истока транзистора TR управления становится большой, и в случае, когда значение мобильности µ транзистора TR управления малое, величина ΔV повышения (значение коррекции электрического потенциала) электрического потенциала в области истока транзистора TR управления становится малой. Здесь разность V электрического потенциала между электродом затвора и областью истока транзистора TR управления преобразуют из уравнения (3) в уравнение (4), показанное ниже.
0
6
0
6
0fs
th
D
6
ох
Следует отметить, что заданное время (общее время t) [периода - ТР (5)]) для выполнения обработки коррекции мобильности, может быть определено заранее во время разработки устройства дисплея, как конструктивное значение. Кроме того, общее время t [периода - ТР (5)] определяют таким образом, чтобы электрический потенциал (V-V+ΔV) в области истока транзистора TR управления в это время удовлетворял уравнению (2'), приведенному ниже. В соответствии с этим, благодаря этому, излучающий свет модуль ПЭЛ не излучает свет в [период - ТР (5)]. Кроме того, коррекцию вариации коэффициента k(≡ (1/2)·(W/L)·С) также выполняют одновременно при этой обработке коррекции мобильности.
7
Период - ТР (5) (См. фиг.6I)
w
1
D
1
D
cc
2
Обработку исключения порогового напряжения, обработку записи и обработку коррекции мобильности заканчивают после выполнения описанных выше операций. В качестве дополнительного комментария, в результате изменения уровня линии ЛСК сканирования на низкий уровень транзистор TR записи меняет свое состояние на состояние "выключено", и первый узел ND, то есть электрод затвора транзистора TR управления меняет свое состояние, переходя в высокоимпедансное состояние. С другой стороны, первый транзистор TR поддерживает состояние "включено", и область стока транзистора TR управления находится в состоянии подключения к модулю 2100 источника элекропитания (напряжение V, например, 20 вольт). Вследствие этого, в результате описанного выше, электрический потенциал второго узла ND повышается.
D
1
D
1
gs
D
Здесь, как было описано выше, электрод затвора транзистора TR управления находится в высокоимпедансном состоянии, и, кроме того, поскольку присутствует конденсатор C, явление, аналогичное тому, что известно как цепь с компенсационной обратной связью, возникает на электроде затвора транзистора TR управления, и электрический потенциал первого узла ND также повышается. В результате, разность V электрического потенциала между электродом затвора и областью истока транзистора TR управления сохраняет значение уравнения (4).
2
th-el
cat
ds
D
D
Кроме того, электрический потенциал второго узла ND повышается и превышает (V+V), и, таким образом, излучающий свет модуль ПЭЛ начинает излучать свет. В это время ток, протекающий через излучающий свет модуль ПЭЛ, представляет собой ток I стока, протекающий из области стока транзистора TR управления в область истока транзистора TR управления и, таким образом, может быть выражен с помощью уравнения (1). Здесь, на основе уравнения (1) и уравнения (4), уравнение (1) может быть преобразовано в уравнение (5), показанное ниже.
0fs
ds
2
D
D
S
g
ds
th-el
th
D
th-el
th
D
ds
Следовательно, например, в случае, когда V было установлено 0 вольт, ток I, протекающий через излучающий свет модуль ПЭЛ, пропорционален квадрату значения, полученного путем вычитания значения ΔV коррекции электрического потенциала во втором узле ND (область истока транзистора TR управления), возникающего из-за мобильности µ транзистора TR управления, из значения видеосигнала VI, для управления яркостью в излучающем свет модуле ПЭЛ. Другими словами, ток I стока, протекающий через излучающий свет модуль ПЭЛ, не зависит от порогового напряжения V излучающего свет модуля ПЭЛ или порогового напряжения V транзистора TR управления. То есть, на количество излучаемого света (яркость) излучающего свет модуля ПЭЛ не влияет пороговое напряжение V излучающего свет модуля ПЭЛ и влияет пороговое напряжение V транзистора TR управления. Соответственно, яркость (n,m)-ых излучающих свет элементов представляет собой значение, которое соответствует току I стока.
D
gs
sig
0fs
ds
D
sig
ds
ds
2
Кроме того, чем больше мобильность µ транзистора TR управления, тем большим становится значение ΔV коррекции электрического потенциала и, таким образом, тем меньше становится значение V левой стороны уравнения (4). Вследствие этого, в уравнении (5), в результате того, что значение (V-V-ΔV) становится малым, даже когда значение мобильности µ велико, ток I стока можно корректировать. То есть, даже в транзисторах TR управления с разной мобильностью µ, если значение видеосигнала V будет одинаковым, ток I стока становится, по существу, одинаковым, и, в результате, ток I стока, протекающий через излучающий свет модуль ПЭЛ и управляющий яркостью излучающего свет модуля ПЭЛ, делают однородным. То есть, вариации яркости излучающего свет модуля, возникающие из-за вариации мобильности µ (и, кроме того, вариации k), можно корректировать.
-1
Состояние излучения света излучающего свет модуля ПЭЛ продолжается до тех пор, пока не наступит (m+m'-1)-ый период горизонтального сканирования. Этот момент времени соответствует окончанию [периода - ТР (5)].
Работа по излучению света излучающих свет элементов 10, составляющих (n,m)-ые подпиксели, заканчивается после выполнения описанного выше.
Далее приведено пояснение схемы управления 2Tr/1C.
Схема управления 2Tr/1C
Эквивалентная схема управления 2Tr/1C показана на фиг.7, временная диаграмма управления схематично показана на фиг.8, и состояния включения/выключения и т.п. каждого транзистора схемы управления 2Tr/1C схематично показаны на фиг.9A - фиг.9F.
1
2
3
w
D
1
D
Три транзистора в описанной выше схеме управления 5Tr/1C, которые представляют собой первый транзистор TR, второй транзистор TR и третий транзистор TR, исключены из этой схемы управления 2Tr/1C. То есть, такая схема управления 2Tr/1C состоит из двух транзисторов, которые представляют собой транзистор TR записи и транзистор TR управления, и, кроме того, она состоит из одного конденсатора C. Следует отметить, что транзистор TR управления, показанный на фиг.7, эквивалентен транзистору 1022 управления, показанному на фиг.3.
D
Транзистор TR управления
D
D
D
cc-н
CC-L
D
CC-H
CC-L
Структура транзистора TR управления такая же, как и структура транзистора TR управления, описанного в схеме управления 5Tr/1C, и, таким образом, ее подробное описание здесь не приведено. Однако следует отметить, что область стока транзистора TR управления подключена к модулю 2100 источника электропитания. Также следует отметить, что напряжение V, с помощью которого обеспечивается излучение света излучающим свет модулем ПЭЛ, и напряжение V, предназначенное для управления электрическим потенциалом области истока транзистора TR управления, передают из модуля 2100 источника электропитания. Здесь, значения Vи V,
CC-H
V=20 вольт,
CC-L
V=-10 вольт,
используются в качестве примера, но какие-либо ограничения в отношении этих значений отсутствуют.
w
Транзистор TR записи
w
w
Структура транзистора TR записи такая же, как и структура транзистора TR записи, описанная для схемы управления 5Tr/1C, и, таким образом, более подробное ее описание здесь не приведено.
Излучающий свет модуль ПЭЛ
Структура излучающего свет модуля ПЭЛ такая же, как и структура излучающего свет модуля ПЭЛ, описанного для схемы управления 5Tr/1C, и, таким образом, подробное ее описание здесь не приведено.
Работа схемы управления 2Tr/1C будет описана ниже.
-1
Период - ТР (2) (См. фиг.8 и фиг.9A)
-1
-1
Этот [период - ТР (2)] представляет собой, например, операцию в предыдущем кадре отображения и, по существу, представляет собой ту же операцию, что и в [период - ТР (5)], описанную для схемы управления 5Tr/1C.
0
2
0
4
0
2
3
1
2
1
3
[Период - ТР (2)] -[период - ТР (2)], показанные на фиг.8, представляют собой периоды, соответствующие [период - ТР (5)] - [период - ТР (5)], показанным на фиг.5, и представляют собой период работы непосредственно до выполнения следующей операции обработки записи. В соответствии с этим, аналогично схеме управления 5Tr/1C, в [период - ТР (2)] - [период - ТР (2)], (n,m)-ые излучающие свет элементы, в основном, находятся в состоянии отсутствия свечения. Следует, однако, отметить, что во время операции схемы управления 2Tr/1C, как показано на фиг.8, кроме [периода - ТР (2)], сущность работы в [период - ТР (2)] - [период - ТР (2)], который также включает в себя m-ый период горизонтального сканирования, отличается от работы схемы управления 5Tr/1C. Также следует отметить, что, для удобства пояснения, начальный период для [период - ТР (2)] и конечный период [период - ТР (2)] поясняются как совпадающие, соответственно, с начальным периодом и конечным периодом m-ого периода горизонтального сканирования.
0
2
1
3
Соответствующие периоды, такие как [период - ТР (2)] - [период - ТР (2)], описаны ниже. Следует отметить, что аналогично тому, что пояснялось для схемы управления 5Tr/1C, длительности соответствующих периодов, таких как [период - ТР (2)] - [период -ТР (2)], могут быть соответствующим образом установлены в соответствии с конструкцией устройства дисплея.
0
Период - ТР (2) (См. фиг.9B)
0
0
0
-1
0
CC-H
CC-L
2
CC-L
1
D
2
Этот [период - ТР (2)] представляет собой, например, операцию от предыдущего кадра отображения до текущего кадра отображения. То есть, этот [период - ТР (2)] представляет собой период от (m+m')-ого периода горизонтального сканировании в предыдущем кадре отображения до периода (m-1)-ого периода горизонтального сканировании в текущем кадре отображения. В соответствии с этим, в этот [период - ТР (2)], (n,m)-ые излучающие свет элементы находятся в состоянии отсутствия излучения света. Здесь, в момент времени изменения с [периода - ТР (2)] до [периода - ТР (2)] напряжение, подаваемое из модуля 2100 источника электропитания, переключают с Vна V. В результате, электрический потенциал второго узла ND падает до V и излучающий свет модуль ПЭЛ меняет свое состояние с переходом в состояние отсутствия излучения света. В соответствии с этим, электрический потенциал первого узла ND (электрод затвора транзистора TR управления) в высокоимпедансном состоянии также падает, таким образом, что он следует падению электрического потенциала второго узла ND.
1
Период - ТР (2) (См. фиг.9C)
1
1
w
1
0fs
2
CC-L
В соответствии с этим, m-ый период горизонтального сканирования начинается в текущем кадре отображения. В этот [период - ТР (2)] выполняют предварительную обработку для выполнения обработки исключения порогового напряжения. В начале [периода - ТР (2)], транзистор TR записи переводят в состояние "включено" путем перевода линии ЛСК сканирования на высокий уровень. В результате, электрический потенциал первого узла ND меняется на V (например, 0 вольт). Электрический потенциал второго узла ND поддерживают на уровне V (например, - 10 вольт).
D
th
D
В результате описанной выше операции, разность электрических потенциалов между электродом затвора и областью истока транзистора TR управления становится V или выше, и транзистор TR управления меняет свое состояние на состояние "включено".
2
Период - ТР (2) (См. фиг.9D)
CC-L
CC-H
w
1
0fs
2
th
D
1
2
D
th
D
2
ofs
th
0fs
th
Затем выполняют обработку устранения порогового напряжения. То есть, напряжение, подаваемое от модуля 2100 источника электропитания, переключают с V на V, в то время как поддерживают состояние "включено" транзистора TR записи. В результате этого, электрический потенциал первого узла ND не меняется (поддерживается V=0 В), и электрический потенциал второго узла ND меняется в направлении электрического потенциала, полученного путем вычитания порогового напряжения V транзистора TR управления из электрического потенциала первого узла ND. То есть, электрический потенциал второго узла ND в высокоимпедансном состоянии повышается. В соответствии с этим, когда электрический потенциал между электродом затвора и областью истока TR транзистора управления достигает V, транзистор TR управления переходит в состояние "выключено". В частности, электрический потенциал второго узла ND в высокоимпедансном состоянии приближается (V-V=-3 В) и, в конечном итоге, становится (V-V). Здесь, если приведенное ниже уравнение (2) выполняется, или, другими словами, если электрический потенциал выбирают и определяют таким образом, чтобы удовлетворялось уравнение (2), модуль ПЭЛ излучения света не излучает свет.
2
2
ofs
th
2
th
D
0fs
D
th-el
В этот [период - ТР (2)] электрический потенциал второго узла ND, в конечном итоге, становится (V-V). To есть, электрический потенциал второго узла ND определяют в зависимости исключительно от порогового напряжения V транзистора TR управления и напряжения V, для инициализации электрода затвора транзистора TR управления. В соответствии с этим, отсутствует какая-либо взаимосвязь с пороговым напряжением V модуля ПЭЛ излучения света.
3
Период - ТР (2) (См. фиг.9E)
D
2
D
D
S
g
w
1
S
g
D
D
w
sig
w
Далее выполняют обработку записи для транзистора TR управления и коррекцию (обработку коррекции мобильности) электрического потенциала области истока (второго узла ND) транзистора TR управления на основе величины мобильности µ транзистора TR управления. В частности, электрический потенциал линии ЛД линии данных переводят на видеосигнал VI для управления яркостью излучающего свет модуля ПЭЛ при поддержании состояния "включено" транзистора TRзаписи. В результате этого электрический потенциал первого узла ND повышается до VI, и транзистор TR управления меняет свое состояние на состояние "включено". Следует отметить, что транзистор TR управления может быть переведен в состояние "включено", путем временной установки транзистора TR записи в состояние "выключено", изменяя электрический потенциал линии ЛД данных на видеосигнал V, для управления яркостью излучающего свет модуля ПЭЛ, с последующим переводом линии ЛСК сканирования на высокий уровень и, таким образом, переводом транзистора TR записи в состояние "включено".
D
D
0
w
1
D
0
3
2
0fs
th
В отличие от того, что пояснялось для схемы управления 5Tr/1C, электрический потенциал VCC-h из модуля 2100 источника элекропитания прикладывают к области стока транзистора TR управления, и, таким образом, электрический потенциал электрода затвора транзистора TR управления повышается. После того как пройдет заданное время (t), транзистор TR записи переводят в состояние "выключено" и первый узел ND (электрод затвора транзистора TR управления) переводят в высокоимпедансное состояние путем перевода линии SCL сканирования на низкий уровень. Следует отметить, что общее время t этого [период - ТР (2)] может во время разработки устройства дисплея быть предварительно определено как расчетное значение таким образом, что электрический потенциал второго узла ND становится (V-V+ΔV).
3
D
D
D
D
В этот [период - ТР (2)], в случае, когда значение мобильности µ транзистора TR управления велико, величина подъема ΔV электрического потенциала в области истока транзистора TR управления велика, и в случае, когда значение мобильности µ транзистора TR управления мала, величина ΔV повышения электрического потенциала в области истока транзистора TR управления мала.
4
Период - ТР (2) (См. фиг.9E)
7
2
th-el
Cat
DS
th-el
th
D
th-el
th
D
ds
Обработку исключения порогового напряжения, обработку записи и обработку коррекции мобильности заканчивают в результате выполнения описанных выше операций. В соответствии с этим выполняют такую же обработку как [период - ТР (5)], описанную для схемы управления 5Tr/1C, электрический потенциал второго узла ND повышается и превышает (V+V), и, таким образом, модуль ПЭЛ излучения света начинает излучать свет. В это время ток, протекающий через модуль ПЭЛ излучения света, может быть получен с помощью уравнения (5), и, таким образом, ток I стока, протекающий через модуль ПЭЛ излучения света, не зависит от порогового напряжения V модуля ПЭЛ излучения света или порогового напряжения V транзистора TR управления. То есть, количество излучаемого света (яркость) модуля ПЭЛ излучения света не зависит от порогового напряжения V модуля ПЭЛ излучения света или от порогового напряжения V транзистора TR управления. Кроме того, можно подавлять возникновение вариаций тока I стока, возникающих в результате вариаций мобильности µ.
-1
В соответствии с этим состояние излучения света модуля ПЭЛ излучения света продолжается до (m+m'-1)-ого периода горизонтального сканирования. Эта точка времени соответствует окончанию [период - ТР (2)].
Операция излучения света для элементов 10 излучения света, составляющих (n,m)-й подпиксели, заканчивается после выполнения описанного выше.
Пояснение на основе требуемых примеров были представлены выше, но структура схемы управления в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается этими примерами. Состав и структура соответствующих типов составных элементов, составляющих устройство дисплея, излучающих свет элементов и схемы управления, и этапы способа управления излучающего свет модуля, пояснявшиеся для соответствующих примеров, представляют собой только примеры, и их можно изменять соответствующим образом. Например, схему управления 4Tr/1C, показанную на фиг.10, или схему управления 3Tr/1C, показанную на фиг.11, можно использовать как схему управления.
sig
m
S
g
el
c
В соответствии с этим пояснения работы схемы управления 5Tr/1C, обработки записи и коррекции мобильности были выполнены отдельно, но здесь не установлены какие-либо ограничения. Можно использовать конструкцию, в которой обработку коррекции мобильности также выполняют при обработке записи, аналогично пояснениям работы схемы управления 2Tr/1C. В частности, можно использовать конструкцию, которая прикладывает видеосигнал V_ из линии ЛД данных к первому узлу через транзистор TI записи, в то время как транзистор T_ управления излучением света находится в состоянии "включено".
Далее более подробно поясняется способ управления устройством 100 дисплея в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.12 показана пояснительная фигура, на которой схематично представлена конфигурация цепи пикселя в обычной панели. На фиг.12 показан участок с одним пикселем цепи пикселя в обычной панели. Как показано на фиг.12, цепь 10 пикселя выполнена так, что она включает в себя линию 11 сканирования, линию 12 данных, линию 17 источника электропитания, провод 18 заземления, транзистор 13 выборки, который предусмотрен в положении, где пересекаются линия 11 сканирования и линия 12 данных, управляющий транзистор 14, затвор которого соединен с истоком транзистора 13 выборки и со стоком которого соединена линия 17 источника электропитания, элемент 15 излучения света, анод которого соединен с истоком управляющего транзистора 14, и накопительный конденсатор 16, который соединен с истоком транзистора 13 выборки.
На фиг.13 показана пояснительная фигура, на которой схематично представлена временная диаграмма работы цепи 10 пикселя, которая показана на фиг.12. Временная диаграмма, показанная на фиг.13, представляет операцию, которая выполняет выборку электрического потенциала видеосигнала, подаваемого в линию 12 данных (ниже называется потенциалом линии видеосигнала), и переключает элемент 15 излучения света, который выполнен как элемент органической ЭЛ, в состояние излучения света.
Смещение электрического потенциала линии 11 сканирования (ниже называется потенциалом линии сканирования) на высокий уровень обеспечивает переключение транзистора 13 выборки в разомкнутое состояние. Как только транзистор 13 выборки перейдет в разомкнутое состояние, потенциал линии видеосигнала накапливается в накопительном конденсаторе 16.
g
ds
ds
В результате начинает повышаться потенциал V затвора управляющего транзистора 14 и приводит к началу протекания тока I стока. Начало протекания тока стока I обеспечивает повышение потенциала на аноде элемента 15 излучения света, что приводит к излучению света.
g
После этого, если происходит сдвиг потенциала линии сканирования на низкий уровень, потенциал линии видеосигнала поддерживается в накопительном конденсаторе 16. Когда потенциал линии видеосигнала поддерживается в накопительном конденсаторе 16, потенциал V затвора управляющего транзистора 14 становится постоянным, таким образом, элемент 15 излучения света поддерживает постоянную яркость до следующего кадра.
Однако из-за изменения в производственных процессах при изготовлении управляющего транзистора 14, происходят изменения (изменения характеристики) в характеристиках порогового напряжения (напряжения запуска) и мобильности управляющего транзистора 14.
На фиг.14 показана пояснительная фигура, на которой представлены вольтамперные характеристики управляющего транзистора 14. Вольтамперные характеристики двух типов управляющего транзистора 14 показаны в форме графика на фиг.14, в частности вольтамперные характеристики управляющих транзисторов 14, имеющих разные пороговые напряжения.
th
th
ds1
ds1
g1
Как показано на фиг.14, когда пороговые напряжения V и V' управляющих транзисторов 14 разные, значения I и I' тока стока при заданном напряжении V затвора также являются разными.
На фиг.15 показана пояснительная фигура, на которой представлены вольтамперные характеристики управляющего транзистора 14. Вольтамперные характеристики одинаковых двух типов управляющих транзисторов 14, которые показаны на фиг.14 также представлены в форме графика на фиг.15, в частности, вольтамперные характеристики управляющих транзисторов 14, имеющих разные значения мобильности транзистора.
ds2
ds2
g2
Когда значения мобильности управляющих транзисторов 14 являются разными, значения I и I' тока стока при заданном напряжении затвора V также являются разными.
ds
g
Таким образом, возникновение изменений характеристик приводит к возникновению изменений протекающего тока I стока, даже если одинаковое напряжение V затвора прикладывают к транзистору управления, который, в свою очередь, обеспечивает изменение яркости света, излучаемого элементами излучения света.
Поэтому корректируя изменения порогового напряжения и мобильности управляющего транзистора 14 в каждом из пикселей так, чтобы вольтамперные характеристики стали одинаковыми в каждом из пикселей, можно подавлять изменения яркости света, излучаемого элементами излучения света, и поддерживать высококачественное отображаемое изображение. Технология, которая корректирует изменения пороговых напряжений и мобильности управляющих транзисторов, раскрыта, например, в Публикации JP-A-2007-133282 заявки на японский патент. Ниже подробно поясняются способы коррекции изменения пороговых напряжений и мобильности управляющих транзисторов в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.16 показана пояснительная фигура, на которой представлены панель 158 в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения, в которой предоставлена схема коррекции изменений пороговых напряжений и мобильности управляющих транзисторов. Ниже, панель 158 в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения поясняется со ссылкой на фиг.16.
Как показано на фиг.16, панель 158 выполнена так, что она включает в себя горизонтальный селектор 202, сканер 204 управления, сканер 206 света и массив 210 пикселей, который включает в себя множество цепей 212 пикселя. Дополнительно, каждая из цепей 212 пикселя включает в себя тонкопленочные транзисторы (ТПТ) 222, 224, 226, 228, конденсатор 230 и элемент 232 излучения света.
Линия 214 сканирования продолжается от сканера 204 управления, линия 216 сканирования продолжается от сканера 206 света, и линия 218 сканирования продолжается от сканера 208 коррекции и сканера 204 управления, сканер 206 света и сканер 208 коррекции сканируют цепь 212 пикселя с линиями 214, 216, 218 сканирования. Линия 220 данных продолжается от горизонтального селектора 202, и видеосигнал подают в цепи 212 пикселя из горизонтального селектора 202 по линии 220 данных.
Тонкопленочные транзисторы 222, 224, 226 представляют собой ТПТ из поликристаллического кремния с N-каналом, и тонкопленочный транзистор 228 представляет собой ТПТ из поликристаллического кремния с Р-каналом. Конденсатор 230 формирует конденсатор пикселя цепи 212 пикселя. Кроме того, элемент 232 излучения света представляет собой, например, элемент органической ЭЛ диодного типа, в котором предусмотрены анод и катод. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено этими элементами, и элементы излучения света могут включать в себя все устройства, которые излучают свет при возбуждении электрическим током.
Панели 158 в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения описаны выше со ссылкой на фиг.16. Далее поясняется цепь 212 пикселя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.17 показана пояснительная фигура, на которой представлена цепь 212 пикселя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Ниже, цепь 212 пикселя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения поясняется со ссылкой на фиг.17.
Как показано на фиг.17 и как описано выше, цепь 212 пикселя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения выполнена так, что она включает в себя тонкопленочные транзисторы (ТПТ) 222, 224, 226, 228, конденсатор 230 и элемент 232 излучения света. Кроме того, на фиг.17, конденсатор 234 показан как компонент емкости элемента 232 излучения света.
sig
cc
Тонкопленочный транзистор 222 представляет собой ТПТ, который используется для получения выборки потенциала линии видеосигнала V, который подают по линии 220 данных, и затвор тонкопленочного транзистора 222 соединен с линией 216 сканирования. Кроме того, тонкопленочный транзистор 224 представляет собой управляющий ТПТ, и затвор G тонкопленочного транзистора 224 соединен с одной стороной конденсатора 230, в то время как исток S тонкопленочного транзистора 224 соединен с другой стороной конденсатора 230. Кроме того, сток тонкопленочного транзистора 224 соединен с источником Vэлектропитания через тонкопленочный транзистор 228.
Затвор тонкопленочного транзистора 228 соединен с линией 214 сканирования. Поэтому тонкопленочный транзистор 228 выполняет роль элемента переключения, который работает в соответствии с электрическим потенциалом линии 214 сканирования.
cath
ss.
Анод элемента 232 излучения света соединен с истоком тонкопленочного транзистора 224, и катод соединен с потенциалом земли V. Кроме того, тонкопленочный транзистор 226 расположен между истоком тонкопленочного транзистора 224 и заданным опорным напряжением V Затвор тонкопленочного транзистора 226 соединен с линией 218 сканирования. Поэтому, так же, как и тонкопленочный транзистор 228, тонкопленочный транзистор 226 выполняет роль элемента переключения, который работает в соответствии с электрическим потенциалом линии 218 сканирования.
sig
Цепь 212 пикселя, имеющая конфигурацию, описанную выше, выполняет операции, описанные ниже. В течение периода горизонтального сканирования (1H), который выделяют для линии 216 сканирования, тонкопленочный транзистор 222 находится в проводящем состоянии, в соответствии с сигналом WS управления, который передают из линии 216 сканирования. В течение периода, когда он находится в проводящем состоянии, тонкопленочный транзистор 222 также выполняет выборку в конденсатор 230 видеосигнала V, который подают из линии 220 данных.
gs
sig
ds
gs
ds
th
ds
sig
Напряжение V конденсатора 230 прикладывают к затвору G тонкопленочного транзистора 224 в соответствии с выбранным видеосигналом V. В течение заданного периода излучения света тонкопленочный транзистор 224 выводит ток I в элемент 232 излучения света в соответствии с напряжением V. Выходной ток I зависит от порогового напряжения (напряжение запуска) V канала тонкопленочного транзистора 224. Выходной ток I тока с выхода тонкопленочного транзистора 224 обеспечивает самосвечение элемента 232 излучения в соответствии с видеосигналом V.
th
th
В цепи 212 пикселя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения предоставлены тонкопленочные транзисторы 226, 228, и эта цепь отличается тем, что она корректирует пороговое напряжение V тонкопленочного управляющего транзистора 224. Коррекция порогового напряжения V тонкопленочного транзистора 224 подробно поясняется ниже.
th
ss0
Тонкопленочные транзисторы 226, 228 работают во время части периода горизонтального сканирования (1H), детектируя пороговое напряжение V тонкопленочного управляющего транзистора 224 и записывая его в конденсатор 230. Тонкопленочные транзисторы 226, 228 работают в то время, когда тонкопленочный транзистор 224 находится в проводящем состоянии в течение периода горизонтального сканирования (1H), и одна сторона конденсатора 230 находится в состоянии поддержания постоянного электрического потенциала (определен как V) по линии 220 данных.
ss0
ss0
th
th
sig
Когда на одной стороне конденсатора 230 поддерживают постоянный электрический потенциал V, в конденсаторе 230 накапливается заряд, до тех пор, пока разность электрического потенциала V и электрического потенциала другой стороны конденсатора 230 не достигнет порогового напряжения V тонкопленочного транзистора 224. Тонкопленочные транзисторы 226, 228 детектируют пороговое напряжение V тонкопленочного управляющего транзистора 224 и выполняют запись в конденсатор 230 во время первой половины периода горизонтального сканирования (1H), и в течение второй половины периода горизонтального сканирования (1H), тонкопленочный транзистор 224 производит выборку из конденсатора 230 видеосигнала V, который подают по линии 220 данных.
gs
th
sig
gs
ds
th
Конденсатор 230 снимает напряжение V, в котором пороговое напряжение V тонкопленочного управляющего транзистора 224 было добавлено к выборке видеосигнала V, и прикладывает напряжение V между затвором G и истоком S тонкопленочного транзистора 224. Это устраняет зависимость тока I на выходе тонкопленочного транзистора 224 от порогового напряжения V.
th
ds
ds
sig
gs
В дополнение к зависимости от порогового напряжения V ток I на выходе тонкопленочного транзистора 224 также зависит от мобильности µ носителей транзистора. Поэтому, особенность настоящего варианта выполнения состоит в том, что тонкопленочные транзисторы 226, 228 работают во время части периода горизонтального сканирования (1H), выходной ток I снимают в то время, как выполняют выборку видеосигнала V и корректируют напряжение V.
Цепь 212 пикселя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения пояснялась выше со ссылкой на фиг.17. Далее будут описаны моменты времени приложения напряжения в цепи 212 пикселя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.18 показана пояснительная фигура, на которой схематично представлена временная диаграмма приложения напряжения в цепи 212 пикселя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Ниже, моменты времени приложения напряжения в цепи 212 пикселя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретении подробно поясняются со ссылкой на фиг.18.
sig
sig
На фиг.18 показана вдоль оси времени Т, форма сигнала WS управления, который подают по линии 216 сканирования, сигнала AZ управления, который подают по линии 214 сканирования, и сигнала DS управления, которая подают по линии сканирования 218. Также показана форма видеосигнала V, который подают по линии 220 данных. Следует отметить, что форма видеосигнала V представляет собой только пример.
sig
ss0,
Как показано на фиг.18, в первой половине периода горизонтального сканирования (1H), видеосигнал V имеет постоянный электрический потенциал V и во второй половине он имеет потенциал сигнала. Поскольку оба тонкопленочных транзистора 222, 226 представляют собой ТПТ с N-каналом, они включаются, когда в линиях 216, 218 сканирования высокий уровень сигнала, и выключаются, когда в линиях 216, 218 сканирования низкий уровень сигнала. Напротив, тонкопленочный транзистор 228 представляет собой ТПТ с Р-каналом, таким образом, он выключается, когда в линии 214 сканирования высокий уровень сигнала, и включается, когда в линии 214 сканирования низкий уровень сигнала.
На временной диаграмме, показанной на фиг.18, интервал Т1-Т8 показан как одно поле, и в интервале этого одного поля каждую линию массива 210 пикселей последовательно сканируют, по одной линии одновременно. На фиг.18 показаны формы сигнала для сигналов WS, AZ, DS управления, которые применяют для пикселей, управляемых по одной линии.
cc
ds
gs
ds
ds
Вначале, в момент времени Т0, сигналы WS, AZ, DS управления находятся в состоянии низкого уровня. Соответственно, тонкопленочные транзисторы 222, 226 находятся в закрытом состоянии, и тонкопленочный транзистор 228 находится в открытом состоянии. Поэтому, тонкопленочный транзистор 224 входит в состояние соединения с источником Vэлектропитания через тонкопленочный транзистор 228, который находится в открытом состоянии, таким образом, выходной ток I подают в элемент 232 излучения света в соответствии с постоянным входным напряжением V. Элемент 232 излучения света, в который поступает ток I, излучает свет, сила которого соответствует силе протекающего через него тока I.
cc
В момент времени Т1 сигнал DS управления переключается с низкого уровня на высокий уровень. Переключение сигнала DS управления на высокий уровень обеспечивает переход тонкопленочного транзистора 228 в закрытое состояние. Поэтому, тонкопленочный транзистор 224 отключается от источника V электропитания, и электрический ток подают в элемент 232 излучения света. Это приводит к резкому переключению элемента 232 излучения света в состояние отсутствия излучения света в этот момент времени.
ss
В момент времени Т2 сигнал AZ управления переходит с низкого уровня на высокий уровень. Переход сигнала AZ управления на высокий уровень обеспечивает переход тонкопленочного транзистора 226 в разомкнутое состояние. Это обеспечивает запись опорного напряжения V на другой стороне конденсатора 230 и его подачу на исток S тонкопленочного транзистора 224. В это время потенциал затвора тонкопленочного транзистора 224 имеет высокий импеданс, таким образом, потенциал затвора S уменьшается вместе с уменьшением потенциала истока S. Сигнал AZ управления тогда переключается с высокого уровня на низкий уровень, и тонкопленочный транзистор 226 переходит в закрытое состояние.
ss0
ss
ss0
ss0
ss
th
ss0
ss
gs
В момент времени Т3, сигнал WS управления переходит с низкого уровня на высокий уровень. Переход сигнала WS управления на высокий уровень обеспечивает переключение тонкопленочного транзистора 222 в разомкнутое состояние. Это обеспечивает передачу видеосигнала из линии 220 данных, но в это время потенциал в линии видеосигнала установлен в заданное постоянное напряжение V. Здесь, значения V и V установлены так, что разность V минус V больше, чем V. Кроме того, разность V минус V эквивалентна напряжению V между затвором и истоком тонкопленочного транзистора 224.
th
ss0
th
В момент времени Т3 происходит переход сигнала DS управления с высокого уровня на низкий уровень. Переход сигнала DS управления на низкий уровень обеспечивает переход тонкопленочного транзистора 228 в разомкнутое состояние и обеспечивает выполнение коррекции V. Потенциал линии видеосигнала в это время поддерживают постоянным с величиной напряжения V для точной коррекции V.
cc
ds
ds
ss0
Поскольку тонкопленочный транзистор 228 переходит в разомкнутое состояние, тонкопленочный транзистор 224 соединяется с источником V электропитания, и электрический ток I протекает. Протекание электрического тока I обеспечивает накопление заряда в конденсаторе 230 и приводит к повышению потенциала истока S тонкопленочного транзистора 224, который соединен с конденсатором 230. В отличие от этого, потенциал затвора G тонкопленочного транзистора 224, который соединен с конденсатором 230, находится в фиксированном состоянии с постоянным напряжением с величиной V.
gs
th
ss0
th
Поэтому, по мере накопления заряда в конденсаторе 230, потенциал истока S тонкопленочного транзистора 224 повышается, и как только входное напряжение V тонкопленочного транзистора 224 достигает V, тонкопленочный транзистор 224 отключается. Когда тонкопленочный транзистор 224 отключен, потенциал истока S тонкопленочного транзистора 224 становится равным разности V минус V.
th
th
Затем, в момент времени Т4, сигнал DS управления возвращается на высокий уровень с этого уровня, обеспечивая переход тонкопленочного транзистора 228 в закрытое состояние, в результате чего прекращается коррекция V. В это время напряжение, которое эквивалентно V, записывают в конденсатор 230.
th
ss0
sig
sig
gs
th
sig
Таким образом, после выполнения коррекции V между моментами Т3 и Т4 времени, электрический потенциал видеосигнала увеличивается с V до V в момент времени Т5. Это обеспечивает запись видеосигнала с потенциалом линии видеосигнала V в конденсатор 230. Емкость конденсатора 230 существенно меньше, чем емкость конденсатора 234, который является компонентом с емкостью, эквивалентной элементу 232 излучения света. Соответственно, большую часть видеосигнала записывают в конденсатор 230. Поэтому, напряжение V между затвором и истоком тонкопленочного транзистора 224 достигает уровня, на котором были добавлены ранее детектированные и содержащиеся значения напряжения V и напряжения V выборки. Выборку видеосигнала выполняют между моментами времени Т5 и Т7.
cc
ds
gs
Затем, в момент времени Т6 происходит переключение сигнала DS управления с высокого уровня на низкий уровень, и тонкопленочный транзистор 224 переходит в разомкнутое состояние. Тонкопленочный транзистор 224 поэтому переходит в состояние соединения с источником V электропитания через тонкопленочный транзистор 228, который находится в открытом состоянии, таким образом, выходной ток I протекает в элемент 232 излучения света в соответствии с заданным входным напряжением V.
В течение периода между моментами Т6 и Т7 времени оба тонкопленочных транзистора 222, 228 находятся в открытом состоянии. В течение этого периода выполняют коррекцию мобильности µ тонкопленочного транзистора 224.
sig
ds
thEL
thEL
ss0
th
thel
В течение периода между моментами Т6 и Т7 времени, потенциал на затворе G тонкопленочного транзистора 224 фиксирован и установлен на потенциал линии видеосигнала V, таким образом, ток I стока протекает в тонкопленочный транзистор 224. В это время, если пороговое напряжение элемента 232 излучения света определено как V, то установка V так, чтобы разность V минус V была меньше, чем V, обеспечивает переход элемента 232 излучения света в состояние обратного смещения, при этом элемент 232 излучения света имеет только емкостную характеристику и не имеет диодную характеристику.
ds
s
oled
Поскольку элемент 232 излучения света имеет емкостную характеристику, электрический ток I, который протекает в тонкопленочный транзистор 224, записывают в емкость, которая представляет собой комбинацию емкости C конденсатора 230 и емкости C конденсатора 234. Это обеспечивает повышение электрического потенциала истока S тонкопленочного транзистора 224 (который обозначен как ⊕ζ на фиг.18).
gs
ds
gs
Величину ΔV увеличения электрического потенциала истока S тонкопленочного транзистора 224 вычитают из напряжения V, поддерживаемого между затвором и истоком тонкопленочного транзистора 224. Другими словами, применяют отрицательную обратную связь. Таким образом, используя выходной ток I тонкопленочного транзистора 224 для обратной связи с напряжением V между затвором и источником тонкопленочного транзистора 224, можно корректировать мобильность µ тонкопленочного транзистора 224. Следует отметить, что величина увеличения ΔV электрического потенциала истока S тонкопленочного транзистора 224 может быть оптимизирована путем коррекции отрезка времени от Т6 до Т7.
sig
gs
sig
th
В момент времени Т7 происходит переключение сигнала WS управления с высокого уровня на низкий уровень, и переход сигнала WS управления на низкий уровень обеспечивает переход тонкопленочного транзистора 222 в закрытое состояние. Это обеспечивает отключение затвора G тонкопленочного транзистора 224 от линии 220 данных и обеспечивает подачу видеосигнала V, что приводит к повышению потенциала затвора G затвора тонкопленочного транзистора 224 вместе с повышением потенциала истока S. В течение периода, когда происходит повышение потенциала затвора тонкопленочного транзистора 224, напряжение V между затвором и истоком, которое поддерживают в тонкопленочном транзисторе 224, составляет значение V минус ΔV плюс V.
ds
ds
gs
В связи с увеличением потенциала истока S тонкопленочного транзистора 224, отключают состояние обратного смещения элемента 232 излучения света, таким образом, протекание выходного тока I тонкопленочного транзистора 224 приводит к тому, что элемент 232 излучения света фактически начинает излучать свет. Взаимосвязь между выходным током I тонкопленочного транзистора 224 и напряжением V между затвором и истоком может быть выражена уравнением (6), представленным ниже.
Уравнение 1
gs
sig
th
Если V в уравнении (6) заменить на V-ΔV+V и 1/2·W/L обозначить как k, то уравнение (6) становится уравнением (7).
Уравнение 2
ds
gs
ds
sig
Другими словами, можно понимать, что выходной ток I тонкопленочного транзистора 224 не зависит от напряжения V между затвором и истоком тонкопленочного транзистора 224. Кроме того, поскольку ΔV действует так, чтобы устранить эффект мобильности µ, выходной ток I тонкопленочного транзистора 224 становится, по существу, зависимым только от видеосигнала V.
Затем, в момент времени Т7, происходит переключение сигнала DS управления с низкого уровня на высокий уровень, и переход сигнала DS управления на высокий уровень обеспечивает переход тонкопленочного транзистора 228 в закрытое состояние и обеспечивает прекращение подачи электрического тока в элемент 232 излучения света, таким образом, элемент 232 излучения света прекращает излучение света.
th
Операции, которые были описаны выше, повторяют для каждого поля, и операцию, выполняемую элементом 232 излучения света, выполняют во время коррекции порогового напряжения V и мобильности µ тонкопленочного транзистора 224.
Моменты времени приложения напряжения цепи 212 пикселя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения пояснялись выше со ссылкой на фиг.18.
ss0
th
На фиг.19 показана пояснительная фигура, которая схематично представляет состояние цепи 212 пикселя в течение периода коррекции мобильности от момента времени Т6 до момента времени Т7 на фиг.18. Как показано на фиг.19, в течение периода от момента времени Т6 до момента времени Т7 тонкопленочные транзисторы 222, 228 включены, и тонкопленочный транзистор 226 выключен. В этом состоянии электрический потенциал истока S тонкопленочного транзистора 224 составляет разность V минус V.
thel
ss0
th
thel
Электрический потенциал истока S тонкопленочного транзистора 224 представляет собой также потенциал анода элемента 232 излучения света. Как описано выше, установка V так, что разность V минус V была меньше, чем V, обеспечивает установку состояния элемента 232 излучения света в состояние обратного смещения, в котором он имеет емкостную характеристику, но не имеет диодную характеристику.
ds
s
oled
ds
Поэтому ток I стока, который протекает в тонкопленочный транзистор 224, поступает в комбинированную емкость C, которая представляет собой суммарную емкость C конденсатора 230 и емкость C конденсатора 234, который представляет эквивалентную емкость для элемента 232 излучения света. Другими словами, требуется корректировать мобильность тонкопленочного транзистора 224 при использовании части электрического тока I, который протекает в тонкопленочный транзистор 224, в качестве отрицательной обратной связи для конденсатора 230.
ds
sig
На фиг.20 показана пояснительная фигура, на которой схематично представлено уравнение (7) в форме графика. Ток I стока, который протекает в тонкопленочный транзистор 224, обозначен на вертикальной оси, и потенциал V линии видеосигнала показан на горизонтальной оси. Следует отметить, что график на фиг.20 представляет сравнение двух пикселей - пикселя 1 и пикселя 2.
ds1
ds2
В пикселе 1 мобильность µ управляющего транзистора (эквивалентен тонкопленочному транзистору 224) является относительно большой по сравнению с пикселем 2, и в пикселе 2 мобильность µ управляющего транзистора (эквивалентен тонкопленочному транзистору 224) относительно мала по сравнению с пикселем 1. Таким образом, в случае, когда в разных пикселях используются управляющие транзисторы с разными значениями мобильности µ, и когда видеосигналы с одинаковым уровнем подают в разные пиксели, если не будет выполнена коррекция мобильности µ, яркость будет отличаться от одного пикселя до следующего. Другими словами, как показано на фиг.20, возникнет различие между электрическим током I', который протекает в пиксель 1 с большой мобильностью µ, и электрическим током I', который протекает в пиксель 2 с малой мобильностью µ.
ds
Соответственно, в настоящем варианте выполнения, мобильность µ корректируют, используя выходной ток как отрицательную обратную связь на стороне входного напряжения. Как видно из уравнения (7), чем больше мобильность µ, тем большим становится электрический ток I. Поэтому, чем больше мобильность µ, тем большей становится величина ΔV отрицательной обратной связи.
ds1
ds1
ds2
ds2
ds1
ds2
Как показано на фиг.20, если большую мобильность µ пикселя 1 корректируют по ΔV1, выходной ток уменьшается от I' до I. При использовании такого же подхода, если малую мобильность µ пикселя 2 корректировать по ΔV2, выходной ток уменьшается от I' до I. Однако величина уменьшения тока на выходе для пикселя 2 меньше, чем для пикселя 1. I и I, таким образом, становятся примерно равными и корректируют изменение мобильности.
ds
На фиг.21 показана пояснительная фигура, на которой представлена цепь 212 пикселя в состоянии, в котором тонкопленочные транзисторы 222 и 228 находятся в открытом состоянии. Ниже будет выполнен числовой анализ коррекции мобильности в соответствии с настоящим вариантом выполнения, со ссылкой на фиг.21. Кода тонкопленочные транзисторы 222 и 228 находятся в открытом состоянии, как показано на фиг.21, если потенциал источника тонкопленочного транзистора 224 определен как переменная V, ток I стока, который протекает в тонкопленочный транзистор 224, выражают, как представлено ниже в уравнении (8).
Уравнение 3
ds
Взаимосвязь между током I стока и емкостью С конденсатора 230 может быть представлена взаимозависимостью, показанной в уравнении (9).
Уравнение 4
ds
Поэтому, если ток I стока в уравнении (8) подставить в уравнение (9), будет получено уравнение (10).
Уравнение 5
th
ds
Здесь, начальное состояние потенциала истока V представляет собой V, и если период коррекции мобильности (период, который показан как Т6 Т7 на фиг.18), определен как t, ток I стока относительно периода коррекции мобильности t может быть выражен, как показано в уравнении (11), представленном ниже.
Уравнение 6
Выше пояснялись способы коррекции изменения пороговых напряжений и мобильности управляющих транзисторов в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
Такая коррекция характеристик управляющих транзисторов в панели 138, которая позволяет сделать вольтамперные характеристики транзисторов однородными, означает, что в интегральной схеме 110 обработки сигналов, передающей видеосигнал, имеющий гамма-характеристику для ее характеристики входа/выхода, не принимая во внимание характеристики транзисторов 138 управления панели, обеспечивают линейную характеристику каждого из напряжений, прикладываемых к транзисторам 138 панели управления.
В настоящем варианте выполнения видеосигнал преобразуют в модуле 132 гамма-преобразования интегральной схемы 110 обработки сигналов так, чтобы у него была гамма-характеристика. Преобразование видеосигнала в модуле 132 гамма-преобразования так, чтобы он имел гамма-характеристику, смещает вольтамперные характеристики управляющих транзисторов в панели 138, так, что взаимосвязь между электрическим током, который подают в элемент органической ЭЛ, и количеством света субъекта имеет линейную характеристику, как показано на фиг.2E.
Как описано выше, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения, выполняется коррекция так, чтобы получить однородные характеристики управляющих транзисторов, которые предоставлены в панели 138, позволяет отображать высококачественное изображение на панели 138.
Кроме того, в интегральной схеме 110 обработки сигналов, видеосигнал, имеющий гамма-характеристику, для ее характеристики входа/выхода, может быть передан, не принимая во внимание характеристики управляющих транзисторов панели 138. Передавая видеосигнал, имеющий гамма-характеристику, для ее характеристики входа/выхода из интегральной схемы 110 обработки сигналов означает, что видеосигнал умножают на вольтамперные характеристики транзисторов панели 138, так, что напряжение, которое прикладывают к элементу органической ЭЛ, имеет линейную характеристику. Кроме того, поскольку панель 138 отображает изображение, используя элементы органической ЭЛ, в которых взаимосвязь между током на входе и яркостью излучаемого света имеет линейную характеристику, панель 138 может отображать изображение с яркостью, которая соответствует уровню входного сигнала. Это позволяет более эффективно продемонстрировать характеристики самосветящегося элемента, такого как элемент органической ЭЛ, который излучает свет с силой излучения света в соответствии с силой электрического тока.
Предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения пояснялись выше со ссылкой на приложенные чертежи, но настоящее изобретение, очевидно, не ограничено приведенными выше примерами. Для специалистов в данной области техники должно быть понятно, что различные модификации, комбинации, подкомбинации и изменения могут возникать, в зависимости от конструктивных требований и других факторов, если только они находятся в пределах объема приложенной формулы изобретения или ее эквивалентов.
th
th
th
th
Например, в описанном выше варианте выполнения, пороговое напряжение V и мобильность тонкопленочного управляющего транзистора 224 корректируют с помощью двух тонкопленочных транзисторов 222, 228, но количество тонкопленочных транзисторов, которые корректируют пороговое напряжение V и мобильность, не ограничено этим примером. Например, пороговое напряжение V и мобильность управляющего транзистора можно также корректировать, используя, по меньшей мере, три тонкопленочных транзистора, и пороговое напряжение V и мобильность управляющего транзистора также могут быть скорректированы, используя меньше чем два тонкопленочных транзистора.