专利名称：显示器件的驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种显示器件及其驱动方法，具体而言，涉及一种应用时间灰度(time gray scale)法的显示器件。
背景技术：
近年来，具有由发光元件(诸如发光二极管)形成的像素的自发光显示器件已引起关注。作为用于这样的自发光显示器件的发光元件，发光二极管(也称作OLED(有机发光二极管))、有机EL元件、无机EL元件、以及电致发光(也称作EL元件)引起了人们的注意，它们已经开始被用于EL显示器(有机EL显示器、无机EL显示器、包含具有有机和无机物质的元件的显示器)等。作为自发光元件的发光元件(诸如OLED)与液晶显示器相比较其优点在于，像素的可见度较高、不需要背光、反应较快等。发光元件的亮度受流入该发光元件的电流值控制。
作为用于控制这样的显示器件的光发射灰度的驱动方法，存在数字灰度法和模拟灰度法。在数字灰度法中，发光元件以数字方式被控制从而被开启/关闭，以便表示灰度。另一方面，在模拟灰度法中，存在用于以模拟方式控制发光元件的发光强度的方法，以及用于以模拟方式控制发光元件的发光时间的方法。
在数字灰度法的情况下，只存在两种状态发光状态和不发光状态。因此，只能表示两个灰度级。因此，通过组合使用另一种方法来表示多灰度级。如果是那样的话，通常使用时间灰度法。
时间灰度法是一种用于通过控制射发光时间和发光量而表示灰度的方法。也就是说，将一个帧期间分成多个子帧期间，在每个子帧期间中发光时间和发光量都被加权。通过给出灰度级之间的权重总量(总发光量和时间)中的差值而表示灰度。当使用时间灰度法时，已知会产生称作伪轮廓线(pseudo contour)等的显示缺陷，因此，已经开始研究该问题的解决方案(见专利文献1至7)。
日本专利No.2903984[专利文献2]日本专利No.3075335[专利文献3]日本专利No.2639311[专利文献4]日本专利No.3322809[专利文献5]日本专利未审定公开No.hei 10-307561[专利文献6]日本专利No.3585369[专利文献7]日本专利No.3489884发明内容以这种方式，尽管已提出了用于抑制伪轮廓线的各种方法，但是没有一种提供了用于减少伪轮廓线的足够效果。
例如，由像素A表示127灰度级，由邻近于像素A的像素B表示128灰度级。图21示出了每个子帧中像素的发光状态和不发光状态。如果视线2101保持只观看像素A或像素B而没有移动的情况下，不会产生伪轮廓线(见专利文献2)。这是因为眼睛感测到视线2102所经过部分的亮度总和的亮度。因此，在像素A中，眼睛感测到127灰度级(＝1+2+4+8+16+32+32+32)，而在像素B中，眼睛感测到128灰度级(＝32+32+32+32)。也就是说，眼睛可感测到精确的灰度级。
另一方面，图22示出了视线从像素A移动到像素B或者从像素B移动到像素A的情况。在此情况下，随着视线2201的移动，眼睛有时候感测到96灰度级(＝32+32+32)，而有时候感测到159灰度级(＝1+2+4+8+16+32+32+32+32)。虽然最初打算感测到127灰度级和128灰度级，但是实际感测到的是诸如96和159灰度级，因此，产生了伪轮廓线。
另外，例如，某一像素A表示31灰度级而与之相邻的像素B表示32灰度级。图23示出了每个子帧中像素的发光状态和不发光状态。如果视线2301保持只观看像素A或像素B而没有移动的情况下，不会产生伪轮廓线。这是因为眼睛感测到视线2301所经过部分的亮度总和的亮度(见专利文献3)。因此，在像素A中，眼睛感测到31灰度级(＝16+4+4+4+1+1+1)，而在像素B中，眼睛感测到32灰度级(＝16+16)。也就是说，眼睛可感测到精确的灰度级。
另一方面，例如，如图24中所示的，视线从像素A移动到像素B或者从像素B移动到像素A。在此情况下，随着视线2401的移动，眼睛有时候感测到16灰度级(＝16)，而有时候感测到47灰度级(＝16+16+4+4+4+1+1+1)。虽然最初打算感测到31灰度级和32灰度级，但是实际感测到的是诸如16和47灰度级，因此，产生了伪轮廓线。
本发明提供了一种由较少数量的子帧构成并且能够减少伪轮廓线的显示器件，以及其驱动方法。
依照本发明，在由二进制数显示的中间灰度级中，顺序地增加子帧的每个权重(发光期间、数量等)以显示灰度。因此，可避免产生伪轮廓线。
而且，为了表示多级灰度，组合使用另一种方法(区域灰度方法、振动扩散法、或误差扩散法)。
另外，在像素结构中，使用二极管擦除储存在像素中的信号。仅通过接通二极管，发光元件变成为不发光状态，因此，可实现低能量消耗。
通过依照所述方法表示灰度本发明实现了前述目的。
本发明的特征在于，提供了多个像素，其中每个像素都包括选择晶体管、驱动晶体管、以及擦除二极管，并且一个帧被分成为多个子帧，所述子帧被相对于光发射大约相等地加权以便表示灰度。这里，权重(相对于光发射)是指用于表示灰度的发光时间的长度。另外，“近似相等的加权”是指每个子帧中的光发射的加权频率或者加权的发光期间等可具有人眼无法辨别出的差别(差值)。尽管差值的范围根据例如用于显示的位数和显示的灰度级而不同，因此即使每个子帧具有3灰度级的差值，我们认为在使用64灰度进行显示的情况下也应执行“近似相等的加权”。
本发明提供了一种显示器件的驱动方法，所述显示器件包括多个像素，其中每个像素都包括选择晶体管、驱动晶体管、以及擦除二极管。一个帧被分成为多个子帧，所述子帧被相对于光发射逐渐变大地加权以便表示灰度。随着灰度级数量的变大，用于光发射的子帧被累加。
依照本发明，在前述结构中，由擦除二极管控制子帧的权重。
依照本发明，在前述结构中，显示器件为EL显示器件。
本发明使用的晶体管可以是使用以无定形硅或多晶硅为代表的非单晶半导体膜的薄膜晶体管(TFT)、使用半导体衬底或SOI衬底形成的MOS晶体管、结式晶体管、双极型晶体管、使用有机半导体或碳纳米管的晶体管、或其他晶体管。此外，其上安放有晶体管的衬底并不专门地限制于某种类型。它可为单晶衬底、SOI衬底、玻璃衬底、塑料衬底等。
在本发明中，连接意味着电连接。因此，在本发明所披露的结构中，除指定的连接以外，还可提供能够电连接的其它元件(例如，其它的元件、开关等)。
依照本发明，能够减少伪轮廓线。因此，可提高图像质量并且能够显示清晰的图像。而且，可减少能量消耗。
图1是示出了本发明的显示器件的驱动方法的结构的图表。
图2是示出了本发明的显示器件的驱动方法的结构的图表。
图3是示出了本发明的显示器件的驱动方法的结构的图表。
图4是示出了本发明的显示器件的驱动方法的结构的图表。
图5是示出了本发明的显示器件的驱动方法的结构的图表。
图6是示出了本发明的显示器件的驱动方法的结构的图表。
图7是示出了本发明的显示器件的驱动方法的结构的图表。
图8是示出了本发明的显示器件的驱动方法的结构的图表。
图9是示出了本发明的显示器件的结构的图表。
图10是示出了本发明的显示器件的结构的图表。
图11是示出了本发明的显示器件的结构的图表。
图12是示出了本发明的显示器件的结构的图表。
图13是示出了本发明的显示器件的结构的图表。
图14是示出了本发明的显示器件的结构的图表。
图15是示出了本发明的显示器件的结构的图表。
图16是使用本发明的电子设备的视图。
图17A和17B是示出了本发明的显示器件的结构的图表。
图18是使用本发明的电子设备的视图。
图19是示出了本发明的显示器件的结构的图表。
图20A至20H是使用本发明的电子设备的视图。
图21是示出了传统显示器件的驱动方法的结构的图表。
图22是示出了传统显示器件的驱动方法的结构的图表。
图23是示出了传统显示器件的驱动方法的结构的图表。
图24是示出了传统显示器件的驱动方法的结构的图表。
具体实施例方式
尽管将参照附图通过实施例模式全面地描述本发明，但是应该理解，对于本领域技术人员来说各种变化和修改将是显而易见的。因此，除非所述变化和修改脱离本发明的范围，否则它们应当被解释为包含在其中。
例如，表示5位灰度。也就是说，针对32灰度级的情况进行描述。
依照本发明，通过顺序地增加每个子帧的发光期间(或者某期间中的发光量)来表示灰度。即，灰度级越高，发光元件就在更多子帧中发光。因此，在低灰度级中处于发光状态的子帧在高灰度级中也处于发光状态。这样的灰度法被称作叠加时间灰度法(overlapping timegray scale)。通过所述叠加时间灰度法表示所有的灰度级。
接下来，描述用于在每个灰度级中选择子帧的方法，即，用于在每个灰度级中选择是否每个子帧都发光的方法。图1示出了在一个帧由七个子帧构成的情况中用于选择子帧的方法。因此，能够显示3位灰度，也就是8灰度。所有发光期间的每个长度都为4。此处，灰度级“1”和发光期间的长度“1”彼此相对应。
应该注意的是，每个子帧的发光期间的长度(或者发光量，即，权重)都为4，但是本发明并不限于此。取决于子帧，发光期间的长度(或者在一定期间内的发光量，即，权重)可以不同。
此处，对图1进行说明。发光元件在标以“O”的子帧中发光，在标以“X”的子帧中不发光。因此，通过选择用于光发射的子帧来表示每个灰度级的灰度。例如，在灰度级为0的情况下，SF1至SF7都处于不发光状态。在灰度级为1的情况下，SF1至SF7都处于不发光状态。在灰度级为4的情况下，SF2至SF7都处于不发光状态，SF1处于发光状态。在灰度级为5的情况下，SF2至SF7都处于不发光状态，SF1处于发光状态。在灰度级为8的情况下，SF3至SF7都处于不发光状态，SF1和SF2处于发光状态。
以这种方式，通过顺序地增加每个子帧的发光期间，而表示了灰度。也就是说，灰度级越高，就有越多的子帧处于发光状态。因此，在灰度级为4或更高灰度级的情况下，SF1处于发光状态，在灰度级为8或更高的情况下，SF2处于发光状态，在灰度级为12或更高的情况下，SF3处于发光状态。前面所述的同样适用于SF4至SF7。也就是说，在较低灰度级下处于发光状态的子帧在较高灰度级下也处于发光状态。
通过使用这样的驱动方法，能够减少伪轮廓线。这是因为在低于某一个灰度级的灰度级下处于发光状态的子帧全部处于发光状态。因此，即使视线移动也能够防止在灰度级的变化点处感测到不准确的亮度。
然而，在图1的情况中，由于子帧的数量为7，因此最多只能表示出8灰度级。因此，组合使用另一种方法以表示多级灰度。下面描述了三种主要方法。
作为第一示例，提出了区域灰度法。在该方法中，像素被分成为多个子像素。之后，改变子像素的发光区域。例如，所划分的区域为2的升幂，诸如1∶2∶4∶8…。因此，通过选择用于光发射的子像素而表示灰度。
作为第二示例，提出了图像处理技术。例如，使用振动扩散法或误差扩散法。因此，可表示多级灰度。
作为第三示例，提出了使用多个子帧表示一个灰度的方法。例如，用偶数编号的帧表示8灰度级，而用奇数编号的帧表示10灰度级。这样，当人眼感测到平均亮度时可表示9灰度级。
应该注意的是，前述第一到第三示例中的每个都可组合使用。
接下来，图2示出了使用10个子帧表示灰度的情况。这里，由于使用了10个子帧，因此可表示11灰度级。为了表示多级灰度，可使用如第一到第三示例中所述的方法。
与图1相比较，在图2的情况中通过时间灰度法可表示更多的灰度级，因此，可更流畅地表示灰度。
接下来，表示6位灰度。图3示出了用于在提供了7个子帧的情况中选择子帧的方法。
这里，由于使用了7个子帧，因此可表示8灰度级。子帧中发光期间的长度为8。为了表示多级灰度，可使用第一到第三示例中所述的方法。
以这种方式，利用N个子帧，在时间灰度部分中可表示N+1个灰度级。
应该注意的是，在表示一个灰度的情况中可通过多个方法选择子帧。因此，根据时间或位置可改变用于在某一灰度级选择子帧的方法。也就是说，可根据时间或像素，或根据时间和像素两者改变用于选择子帧的方法。
在表示某一灰度的情况中，例如，用于选择子帧的方法可在帧数量为奇数时与帧数量为偶数时之间改变。另外，在表示某一灰度的情况中，用于选择子帧的方法可在当奇数行像素进行显示时与偶数行像素进行显示时之间改变。或者，用于选择子帧的方法可在当偶数行像素进行显示时与奇数行像素进行显示时之间改变。
前文中描述的是发光期间以线性方式与灰度级数量成比例地增加的情况。接下来将对执行图像灰度校正(γ校正)的情况作出描述。执行图像灰度校正，使得当灰度级数量增加时，发光期间非线性增加。甚至当亮度以线性方式与灰度级成比例增加时，人眼也不能感觉到亮度成比例地增加。亮度越高，对于人眼可感测到的亮度的差别越小。因此，需要在灰度级数量增加时使得发光期间更长，从而人眼可感觉到亮度的差别(差值)。也就是说，需要执行图像灰度校正。
设定最简单的方法，从而可通过其数量大于实际表示的位数的更多的位(灰度级)进行显示。例如，当进行6位(64灰度级)显示时，实际可执行8位(256灰度)显示。在实际执行显示时，执行6位(64灰度级)显示，从而使得亮度按照灰度级以非线性方式增加。因此，能够实现图像灰度校正。
在亮度为Y的情况中，灰度级的数量为X，γ值为γ，并且比例系数为A，满足Y＝AXγ。通常说来当满足γ＝2.2时对于人眼是最佳的。因此，需要满足Y＝AX2.2。
应该注意的是，γ值不局限于2.2，并且可为有益于人眼的数值。因此，γ值可为1.7到2.7，最好大约为2.2。
例如，图4示出了用于图像灰度校正之后的32灰度级、图像灰度校正之前的64灰度级以及图像灰度校正之前的256灰度级的对应表。在图像灰度校正之前执行64灰度级或256灰度级的显示以及在图像灰度校正之后执行32灰度级的显示的情况下，将参考图4的对应表。32灰度级的图像灰度校正之后的灰度级数量为X。如果满足γ＝2.2的话，可获得X2.2。这里，在31灰度级的情况中X2.2为1910。因此，通过用X2.2乘以64并且用其除以对应于用于31灰度级的X2.2的1910可获得64灰度级的图像灰度校正之前的灰度级数量。相似地，通过用X2.2乘以256并且用其除以对应于用于31灰度级的X2.2的1910可获得256灰度级的图像灰度校正之前的灰度级数量。相似的操作可适用于各种灰度级。
图5示出了图像灰度校正之后的32灰度级和图像灰度校正之前的64灰度级的图表。如图5中所示的，当图像灰度校正之后32灰度级的灰度级数量增加时，图像灰度校正之前的64灰度级的数值，即，其亮度以非线性方式增加。因此，可执行对于人眼来说看起来更平滑的显示。
在执行图像灰度校正的情况中，由于灰度级数量和亮度是以非线性方式相关的，因此每个子帧的发光期间的长度不必是相同的。因此，最好选择每个子帧的发光期间的长度以使其满足公式Y＝AXγ。
例如，图6示出了每个子帧期间的长度和用于相对于图像灰度校正之后的32灰度级和图像灰度校正之前的相应64灰度级选择子帧的方法。子帧SF1具有发光期间1、子帧SF2具有发光期间2、子帧SF3具有发光期间4、子帧SF4具有发光期间7、子帧SF5具有发光期间10、子帧SF6具有发光期间11、以及子帧SF7对应于发光期间27。以这种方式，当灰度级数量增加时要选择的子帧的长度变得更长。因此，可更适当地执行图像灰度校正。应该注意的是，每个子帧发光期间的长度不局限于此，并且可根据子帧的数量等适当地调节。
这里描述的是图像灰度校正之后的32灰度级的情况，然而，本发明不局限于此。也可适当地形成图像灰度校正之前和之后另一个灰度级的对应表。
此外，在图像灰度校正之后所要表示的位数(例如，q位，q是整数)以及所要设定的用于显示的位数(例如，p位，这里p是整数)不限于这些。在图像灰度校正之后执行显示的情况下，位数p最好尽可能的大以便于平滑地表示灰度。然而，如果位数p太大的话可能存在这样的问题，即，形成了太多子帧等。因此，位数p和位数q之间的关系最好为q+2≤p≤q+5。因此，能够平滑地显示灰度而不会使子帧的数量增加太多。
应该注意的是，正常帧频率为60Hz，然而，本发明不局限于此。通过进一步增加所述频率可减少伪轮廓线。例如，也可使用正常频率两倍的大约120Hz的频率。
接下来，将描述时间表的示例。作为示例使用用于选择图1中所示的子帧的方法，然而，本发明不局限于此，并且也可容易地使用其他选择方法、灰度级等。
首先，图7示出了时间表。在每一列中，在信号写入操作之后发光期间701开始。
在某一行中，在信号被写入并且预定发光期间701终止之后，下一个子帧中的信号写入操作开始。通过重复该操作，发光期间701的长度被布置为4，4，4，4，4，4，4。
因此，甚至当在低速下执行信号写入操作时也可在一个帧中布置许多子帧。
在某些情况中可通过控制负荷比(一个帧期间中发光期间的比率)控制整个屏幕的亮度。在这样的情况中，需要强行实现不发光状态。作为其一种方法，储存在像素中的信号被擦除。
接下来，图7示出了执行操作以擦除储存在像素中的信号的情况下的时间表。在每一行中，执行信号写入操作并且在下一个信号写入操作开始之前擦除掉储存在像素中的信号。因此，可容易地控制发光期间的长度。因此，可自由地改变负荷比。
另外，当执行图像灰度校正等时，在发光期间的长度在各个子帧中互不相同的情况中，通过改变时序以在每个子帧擦除所述信号可控制发光期间的长度。
例如，图8示出了在使用图6中所示的用于选择发光期间的方法的情况下的时间表。以这种方式，通过改变每个子帧的信号擦除操作801的时序，可适当地调节发光期间的长度。
图9示出了在强行断开驱动晶体管的情况中的像素结构示例。布置有选择晶体管901、驱动晶体管903、擦除二极管911、以及显示元件904。选择晶体管901的源极和漏极分别被连接于信号线905和驱动晶体管903的栅极。选择晶体管901的栅极连接于第一栅极线907。驱动晶体管903的源极和漏极分别被连接于电源线906和显示元件904。擦除二极管911被连接于驱动晶体管903的栅极和第二栅极线917。
电容器902用于保持驱动晶体管903的栅电势。因此，电容器902被连接在驱动晶体管903的栅极和电源线906之间，然而，本发明不局限于此。电容器902仅需被设置得用于保持驱动晶体管903的栅电势。此外，在可使用驱动晶体管903的栅电容等保持驱动晶体管903的栅电势的情况中，可省略掉电容器902。
作为操作，选择第一栅极线907以接通选择晶体管901，从而从信号线905向电容器902输入信号。之后，根据所述信号控制流过驱动晶体管903的电流，从而电流从第一电源线906通过显示元件904流到第二电源线908。
在擦除信号的情况中，选择第二栅极线917(这里，使用高电势)以接通擦除二极管911，从而电流从第二栅极线917流到驱动晶体管903的栅极。因此，驱动晶体管903被断开。之后，电流没有从第一电源线906通过显示元件904流到第二电源线908。因此，可提供不发光期间，从而可自由地调节发光期间的长度。
此时，通过向第二栅极线917提供足够高的电势，甚至当驱动晶体管903的阈值电压为异常值(例如，P沟道晶体管的阈值电压为正值)时也可正常地断开驱动晶体管903。另外，通过仅控制一个第二栅极线917也可提供不发光期间，从而可使得能量消耗较小。
在保持信号的情况下，第二栅极线917处于非选择状态(这里，施加低电势)。之后，擦除二极管911被断开，因此保持了驱动晶体管903的栅电势。
应该注意的是，擦除二极管911可为具有整流特性的任何元件。PN二极管、PIN二极管、肖特基二极管或齐纳二极管都可使用。
另外，二极管连接的晶体管(其栅极和漏极被连接二极管)可用作二极管。图10示出了这种情况下的电路图。被二极管连接的晶体管1011用作擦除二极管911。这里，使用N沟道晶体管，然而，本发明不局限于此，也可使用P沟道晶体管。
以这种方式，在提供不发光期间的情况下，电流被控制从而不会被供给到显示元件从而强行提供非发光状态。因此，在电流从第一电源线906通过显示元件904流到第二电源线908的路径中的某处提供了开关并且被控制得接通/关闭以提供不发光期间。或者，驱动晶体管903的栅源电压被控制以便于强行断开驱动晶体管。
应该注意的是，子帧出现的顺序可随时间而改变。例如，子帧出现的顺序可在第一帧和第二帧之间改变。另外，子帧出现的顺序可随位置而改变。例如，子帧出现的顺序可在像素A和像素B之间改变。另外，子帧出现的顺序可随组合的时间和位置而改变。
另外，在图1中，例如，可从SF1到SF7顺序地布置子帧出现的顺序或者可随意地布置子帧出现的顺序。
在该实施例模式中，在一个帧中提供了发光期间、信号写入期间以及不发光期间，然而，本发明不局限于此。也可布置其他操作期间。例如，可提供用于改变施加到显示元件的电压以使其成为正常极性的相反极性的期间，即，反偏压期间。通过提供反偏压期间，在某些情况中可提高显示元件的可靠性。
在下文中在该实施例模式中描述的是显示器件、信号线驱动器电路、栅极线驱动器电路等的结构，以及其操作。
如图11中所示的，显示器件包括像素部分1101、栅极线驱动器电路1102、以及信号线驱动器电路1110。栅极线驱动器电路1102顺序地向像素部分1101输出选择信号。栅极线驱动器电路1102是由移位寄存器、缓冲电路等构成的。
此外，栅极线驱动器电路1102通常包括电平移位电路、脉冲宽度控制电路等。移位寄存器输出用于顺序选择的脉冲。信号线驱动器电路1110向像素部分1101顺序地输出视频信号。移位寄存器1103输出用于顺序地选择的脉冲。像素部分1101通过根据视频信号控制光线状态来显示图像。从信号线驱动器电路1110向像素部分1101中输入的视频信号通常是电压。也就是说，布置在每个像素中的显示元件或者用于控制显示元件的元件根据从信号线驱动器电路1110中输入的视频信号(电压)改变其状态。布置在所述像素中的显示元件例如为EL元件、FED(场发射显示器)中使用的元件、液晶、DMD(数字式微镜装置)等。
应该注意的是，也可提供多个栅极线驱动器电路1102和信号线驱动器电路1110。
信号线驱动器电路1110的结构可被分成为多个部分。作为简单示例，信号线驱动器电路1110可被分成为移位寄存器1103、第一锁存电路(LAT1)1104、第二锁存电路(LAT2)1105、以及放大器电路1106。放大器电路1106可具有将数字信号转换为模拟信号的功能、执行图像灰度校正的功能等。
另外，像素包括显示元件，诸如EL元件。像素可包括用于向显示元件输出电流(视频信号)的电路，即电流源电路。
之后，将简要描述信号线驱动器电路1110的操作。移位寄存器1103被输入以时钟信号(S-CLK)、起动脉冲(SP)、以及时钟反信号(S-CLKb)并且根据这些信号的时序顺序地输出采样脉冲。
从移位寄存器1103中输出的采样脉冲被输入到第一锁存电路(LAT1)1104中。第一锁存电路(LAT1)1104被输入以来自于视频信号线1108的视频信号，之后根据采样脉冲的输入时序将视频信号保持在每列中。
当视频信号被保持到第一锁存电路(LAT1)1104中的最后一列时，在水平回扫周期中锁存脉冲从锁存控制线1109中被输入，之后保持在第一锁存电路(LAT1)1104中的视频信号立刻被全部输送到第二锁存电路(LAT2)1105中。之后，保持在第二锁存电路(LAT2)1105中的视频信号以每次一列的方式被输入到放大器电路1106中。之后，从放大器电路1106中输出的信号被输入到像素部分1101中。
在保持在第二锁存电路(LAT2)1105中的视频信号被输入到放大器电路1106中之后被输入到像素部分1101中时，再次从移位寄存器1103中输出采样脉冲。也就是说，同时执行两项操作。因此，可执行线性顺序驱动。之后重复所述操作。
应该注意的是，信号线驱动器电路或其一部分(电流源电路、放大器电路等)可不存在于与像素部分1101的同一个衬底上，并且可使用例如外部IC芯片形成信号线驱动器电路或其一部分。
应该注意的是，信号线驱动器电路、栅极线驱动器电路等的结构不局限于图11中所示的。例如，在某些情况中通过点顺序驱动向像素提供信号。图12示出了这种情况下信号线驱动器电路1210的示例。采样脉冲从移位寄存器1203被输出到采样电路1204。视频信号从视频信号线1208被输入之后根据采样脉冲被输出到像素部分1201。之后，信号被顺序地输入到由栅极线驱动器电路1202所选择的列中的像素中。
应该注意的是，如前面所述的，本发明中所用的晶体管可为任何类型的晶体管，并且可被形成在任何衬底上。因此，图11和图12中所示的电路可都被形成在玻璃衬底、塑料衬底、单晶衬底、SOI衬底、或任何其他衬底上。或者，可以在某种衬底上形成图11或12中所示电路的一部分，而在另一种衬底上形成其另一部分。也就是说，图11或12中所示的电路不需要被形成在同一个衬底上。例如，在图11中，可以在玻璃衬底上使用TFT形成像素部分1101和栅极线驱动器电路1102，可以在单晶衬底上形成信号线驱动器电路1110(或其一部分)，并且可以通过COG(玻璃上芯片)方法将其IC芯片设在玻璃衬底上。或者，可以使用TAB(自动载带焊)方法或使用印刷的衬底将IC芯片连接到玻璃衬底。
应该注意的是，此实施例模式中所述的细节对应于使用实施例模式1中所述细节的部分。因此，实施例模式1所说明的细节能够用于此实施例模式2。
接下来，针对本发明显示器件中像素的设计进行说明。作为示例，图13示出了图10中所示的电路图的设计。相似地，图14示出了图9中所示的电路图的设计。应该注意的是，电路图和设计不限于图10、9、13和14。
参考图13。图13包括选择晶体管1301、驱动晶体管1303、二极管连接的擦除晶体管1311和显示元件的电极1304。选择晶体管1301的源极和漏极分别连接到信号线1305和驱动晶体管1303的栅极。选择晶体管1301的栅极连接到第一栅极线1307。驱动晶体管1303的源极和漏极分别连接到电源线1306和电极1304。二极管连接的擦除晶体管1311连接到驱动晶体管1303的栅极和第二栅极线1317。电容器1302连接在驱动晶体管1303的栅极与电源线1306之间。
信号线1305和电源线1306由第二配线形成，第一栅极线1307和第二栅极线1317由第一配线形成。
接下来，参考图14。图14包括选择晶体管1401、驱动晶体管1403、二极管1411和显示元件的电极1404。这里，二极管1411为PIN二极管。选择晶体管1401的源极和漏极分别连接到信号线1405和驱动晶体管1403的栅极。选择晶体管1401的栅极连接到第一栅极线1407。驱动晶体管1403的源极和漏极分别连接到电源线1406和电极1404。二极管1411连接到驱动晶体管1403的栅极和第二栅极线1417。电容器1402连接在驱动晶体管1403的栅极与电源线1406之间。
可结合考虑二极管1411的击穿电压、断路电流等确定二极管1411的i区域的长度。另外，在二极管1411的i区域的上侧或下侧可提供配线。该配线可防止二极管与光线起反应。
信号线1405和电源线1406由第二配线形成，第一栅极线1407和第二栅极线1417由第一配线形成。
在顶部栅极结构的情况下，按照所述顺序形成衬底、半导体层、栅极绝缘膜、第一配线、层间绝缘膜、第二配线。在底部栅极结构的情况下，按照所述顺序形成衬底、第一配线、栅极绝缘膜、半导体层、层间绝缘膜、第二配线。
应该注意的是，可以与实施例模式1和2组合的方式实施该实施例模式3。
在此实施例模式中，针对用于控制实施例模式1至3中所述的驱动方法的硬件进行说明。
图15示出了结构的简要视图。像素部分1504被设在衬底1501上。通常提供信号线驱动器电路1506和栅极线驱动器电路1505。除此之外，在某些情况中提供了电源电路、预充电电路、时序发生电路等。另外，在某些情况中也可不提供信号线驱动器电路1506和栅极线驱动器电路1505。在这样的情况下，信号线驱动器电路1506和栅极线驱动器电路1505当没有形成在衬底1501上时通常由IC提供。IC通常通过COG(玻璃上芯片)被设在衬底1501上。或者，IC可被设在用于将外围电路衬底1502连接到衬底1501的连接衬底1507上。
信号1503被输入到外围电路衬底1502。之后，控制器1508将信号存储在存储器1509和存储器1510中。在信号1503是模拟信号的情况下，信号1503执行模-数转换，之后被存储在存储器1509和存储器1510中。之后，控制器1508通过使用存储在存储器1509和1510中的信号将信号输出到衬底1501。
为了实现实施例模式1至3中所述的驱动方法，控制器1508通过控制子帧出现的顺序等将信号输出到衬底1501。
应该注意的是，可以与实施例模式1到3组合的方式实施该实施例模式4。
参照图16针对移动电话的结构示例进行说明，该移动电话在显示部分中具有使用本发明的显示器件及其驱动方法的显示器件。
显示面板5410以可拆卸的方式结合在外壳5400中。外壳5400的形状和尺寸可适当地改变以适合显示面板5410的尺寸。其上固定了显示面板5410的外壳5400被固定于印刷衬底5401上并形成模块。
显示面板5410通过FPC 5411连接到印刷衬底5401。印刷衬底5401包括扬声器5402、麦克风5403、发射/接收电路5404、以及包含CPU、控制器等的信号处理电路5405。上述模块、输入单元5406和电池5407组合在一起并且被储存在底盘5409和5412中。显示面板5410的像素部分被布置得可通过形成在底盘5412中的开口窗来观看。
在显示面板5410中，可以使用TFT将像素部分和外围驱动器电路的一部分(多个驱动器电路中具有较低频率的驱动器电路)结合在衬底上，并且，外围驱动器电路的一部分(多个驱动器电路中具有较高频率的驱动器电路)可被形成在IC芯片上。可通过COG(玻璃上芯片)方法将IC芯片安装在显示面板5410上。或者，可以通过TAB(自动载带焊)方法或者使用印刷衬底将IC芯片连接到玻璃衬底上。应该注意的是，图17A示出了显示面板的结构示例，其中外围驱动器电路的一部分与像素部分结合在一个衬底上，并且具有另一个外围驱动器电路的IC芯片通过COG方法等被安装在其上。
图17A中所示的显示面板的结构包括衬底5300、信号线驱动器电路5301、像素部分5302、扫描线驱动器电路5303和5304、FPC 5305、IC芯片5306和5307、密封衬底5308以及密封材料5309。
通过采用这样的结构，可实现显示器件的低功耗，并能够延长一次充电后移动电话的使用时间。此外，可实现移动电话的低成本。
此外，通过使用缓冲器向设置在扫描线或信号线处的信号施加阻抗变换，能够缩短每行像素的写入期间。因此，能够提供高分辨率的显示器件。
此外，如图17B中所示的，为了进一步降低功耗，可以使用TFT在衬底上形成像素部分，所有的外围驱动器电路可被形成在IC芯片上，并且可通过COG(玻璃上芯片)方法等将IC芯片安装在显示面板上。
应该注意的是，图17B的显示面板包括衬底5310、信号线驱动器电路5311、像素部分5312、扫描线驱动器电路5313和5314、FPC5315、IC芯片5316和5317、密封衬底5318以及密封材料5319。
通过使用本发明的显示器件及其驱动方法，可获得减少了伪轮廓线的清晰图像。因此，能够细微地显示其灰度微小改变的图像，例如人的皮肤。
此外，此实施例模式中描述的结构是移动电话的示例。但是本发明的显示器件不局限于具有所述结构的移动电话，而是可以用于具有各种结构的移动电话。
图18示出了其中包含有显示面板5701和电路衬底5702的EL模块。显示面板5701包括像素部分5703、扫描线驱动器电路5704和信号线驱动器电路5705。电路衬底5702包括例如控制电路5706、信号分割电路5707等。显示面板5701与电路衬底5702通过连接配线5708相连接。连接配线可为FPC等。
控制电路5706相当于实施例模式4中所述的控制器1508、存储器1509和1510。控制电路5706主要控制子帧出现的顺序等。
在显示面板5701中，可以使用TFT将显示部分和外围驱动器电路的一部分(多个驱动器电路中具有较低频率的驱动器电路)结合在衬底上，并且，可以在IC芯片上形成外围驱动器电路的一部分(多个驱动器电路中具有较高频率的驱动器电路)。可以通过COG(玻璃上芯片)方法等将IC芯片安装在显示面板5701上。或者，可以通过TAB(自动载带焊)方法或使用印刷衬底将IC芯片安装到显示面板5701上。应该注意的是，图17A示出了结构示例，其中外围驱动器电路的一部分与像素部分结合在一衬底上，并且作为另一个外围驱动器电路而形成的IC芯片通过COG方法等被安装在其上。
此外，通过使用缓冲器向设置在扫描线或信号线处的信号施加阻抗变换，能够缩短每行像素的写入期间。因此，能够提供高分辨率的显示器件。
此外，为了进一步降低功耗，可以使用TFT在玻璃衬底上形成像素部分，所有的信号线驱动器电路可被形成在IC芯片上，并且可通过COG(玻璃上芯片)方法等将IC芯片安装在显示面板上。
应该注意的是，图17B示出了结构示例，其中像素部分被形成在衬底上，并且其上形成有信号线驱动器电路的IC芯片通过COG方法等被安装在该衬底上。
通过使用该EL模块，可完成EL电视接收机。图19是示出了EL电视接收机的主要结构的方块图。调谐器5801接收视频信号和音频信号。通过视频信号放大电路5802、视频信号处理电路5803和控制电路5706来处理视频信号，其中视频信号处理电路5803用于将从视频信号放大电路5802中输出的信号转换成对应于红、绿、蓝每种颜色的彩色信号，而控制电路5706用于将视频信号转换成驱动器电路的输入规范说明。控制电路5706将信号输出到扫描线侧和信号线侧。在数字驱动的情况下，可以在信号线侧提供信号分割电路5707，使得所输入的数字信号被分成将要供给的m个信号。
由调谐器5801接收的音频信号被传输到音频信号放大电路5804，并且所述输出的信号通过音频信号处理电路5805被提供给扬声器5806。控制电路5807接收诸如接收站的数据(接收频率)和来自输入部分5808的音量控制数据等控制数据，并将信号发送到调谐器5801或音频信号处理电路5805。
通过将EL模块组合在外壳中，可完成电视接收机。EL模块形成显示部分。此外，适当地提供扬声器、视频输入端等。
不必说，本发明不局限于电视接收机，并且可具体用作各种应用的显示媒体，诸如个人计算机的监视器，在火车站、飞机场等处的信息显示板，以及街道上的广告显示板。
以这种方式，通过使用本发明的显示器件及其驱动方法，可获得减少了伪轮廓线的清晰图像。因此，能够细微地显示其灰度微小改变的图像，例如人的皮肤。
作为应用本发明的电子设备，有例如摄影机和数码相机的照相机、护目镜型显示器、导航系统、音频再现装置(汽车立体声音响部件、立体声音响部件等)、计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、移动电话、移动游戏机、电子书等)、具有记录介质的图像再现装置(具体地，一种用于再现例如数字通用盘(DVD)的记录介质并具有能够显示再现图像的显示器的装置)等。图20A至20H中示出了这些电子设备的具体示例。
图20A示出了自发光显示器件，包括外壳13001、支撑底座13002、显示部分13003、扬声器部分13004、视频输入端13005等。本发明能够用于构成显示部分13003的显示器件。此外，通过使用本发明，可获得减少了伪轮廓线的清晰图像，并且可完成图20A中所示的自发光显示器件。由于自发光显示器件是自发光类型的，所以不需要背光，因此能够获得比液晶显示器还薄的显示部分。应该注意的是，自发光显示器件可用于所有用于显示信息的显示器件，诸如个人计算机，TV广播接收器、以及广告显示器件。
图20B示出了数码相机，包括主体13101、显示部分13102、图像接收部分13103、操作键13104、外部连接端口13105、快门13106等。本发明能够用于构成显示部分13102的显示器件。此外，通过使用本发明，能够获得减少了伪轮廓线的清晰图像，并且可完成图20B中所示的数码相机。
图20C示出了计算机，包括主体13201、外壳13202、显示部分13203、键盘13204、外部连接端口13205、指示鼠标13206等。本发明能够用于构成显示部分13203的显示器件。此外，通过使用本发明，能够获得减少了伪轮廓线的清晰图像，并且可完成图20C中所示的计算机。
图20D示出了移动计算机，包括主体13301、显示部分13302、开关13303、操作键13304、红外发射端口13305等。本发明能够用于构成显示部分13302的显示器件。此外，通过使用本发明，能够获得减少了伪轮廓线的清晰图像，并且可完成图20D中所示的移动计算机。
图20E示出了具有记录介质读取部分的便携式图像再现装置(具体地为DVD再现装置)，包括主体13401、外壳13402、显示部分A13403、显示部分B13404、记录介质(DVD等)读取部分13405、操作键13406、扬声器部分13407等。显示部分A13403主要显示图像数据，而显示部分B13404主要显示文本数据。本发明能够用于构成显示部分A13403和显示部分B13404的显示器件。应该注意的是，具有记录介质读取部分的图像再现装置包括家用游戏机等。此外，通过使用本发明，能够获得减少了伪轮廓线的清晰图像，并且可完成图20E中所示的图像再现装置。
图20F示出了护目镜型显示器，包括主体13501、显示部分13502和臂部分13503。本发明能够用于构成显示部分13502的显示器件。此外，通过使用本发明，能够获得减少了伪轮廓线的清晰图像，并且可完成图20F中所示的护目镜型显示器。
图20G示出了摄像机，包括主体13601、显示部分13602、外壳13603、外部连接端口13604、遥控接收部分13605、图像接收部分13606、电池13607、音频输入部分13608、操作键13109、接目镜部分13610等。本发明能够用于构成显示部分13602的显示器件。此外，通过使用本发明，能够获得减少了伪轮廓线的清晰图像，并且可完成图20G中所示的摄像机。
图20H示出了移动电话，包括主体13701、外壳13702、显示部分13703、音频输入部分13704、音频输出部分13705、操作键13706、外部连接端口13707、天线13708等。本发明能够用于构成显示部分13703的显示器件。应该注意的是，当显示部分13703在黑色背景上显示白色文本时可抑制移动电话的功耗。此外，通过使用本发明，能够获得减少了伪轮廓线的清晰图像，并且可完成图20H中所示的移动电话。
通过使用高亮度的发光材料，包含输出图像数据的光线能够被扩展，并通过使用透镜镜头等被投影以用于前或后类型的投影仪。
此外，上述电子设备越来越多地被用于显示通过例如因特网、CATV(有线电视系统)的通信线路所传布的信息，并且特别用于显示移动图像信息。由于发光材料可显示出高响应速度，因此发光器件适于显示移动图像。
由于发光器件消耗发光部分中的能量，因此最好通过尽可能小的发光部分显示数据。因此，在便携式信息终端的显示部分中使用发光器件的情况下，例如特别是主要显示文本数据的移动电话或音频再现装置的情况下，最好驱动发光器件，以使得由发光部分形成文本数据，而不发光部分用作背景。
如上所述，本发明的应用范围很宽，因此本发明可用于电子设备的各种领域。本实施例模式中所属于的电子设备可使用具有实施例模式1至6中所述的显示器件的任何结构。
本申请是以2005年1月14日在日本专利局提交的日本专利申请序列号No.2005-008419为基础的，所述申请的全部内容以引用方式并入本文。
权利要求
1.一种具有多个像素的显示器件的驱动方法，每个像素都包括选择晶体管、驱动晶体管、以及擦除二极管，所述驱动方法包括通过将一个帧分成为多个子帧来表示灰度，每个子帧都具有像素的大致相等加权的发光时间。
2.依照权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述擦除二极管控制子帧的权重。
3.依照权利要求1所述的驱动方法，其中所述显示器件是EL显示器。
4.依照权利要求1所述的驱动方法，其中所述擦除二极管包括从由PN二极管、PIN二极管、肖特基二极管和齐纳二极管构成的组中选择出来的一种。
5.一种具有多个像素的显示器件的驱动方法，每个像素都包括选择晶体管、驱动晶体管、以及擦除二极管，所述驱动方法包括通过将一个帧分成为多个子帧来表示灰度，其中所述多个子帧具有像素的逐渐增加加权的发光时间；随着灰度级数量的增加而累加用于光发射的子帧。
6.依照权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，所述擦除二极管控制子帧的权重。
7.依照权利要求5所述的驱动方法，其中所述显示器件是EL显示器。
8.依照权利要求5所述的驱动方法，其中所述擦除二极管包括从由PN二极管、PIN二极管、肖特基二极管和齐纳二极管构成的组中选择出来的一种。
9.一种具有多个像素的显示器件的驱动方法，每个像素都包括选择晶体管、驱动晶体管、以及擦除二极管，所述驱动方法包括通过将一个帧分成为多个子帧来表示灰度，每个子帧都具有像素的大致相等加权的发光时间；通过接通所述选择晶体管而写入信号；以及通过接通所述擦除二极管以擦除所述信号，调节所述多个子帧的发光期间。
10.依照权利要求9所述的驱动方法，其中所述显示器件是EL显示器。
11.依照权利要求9所述的驱动方法，其中所述擦除二极管包括从由PN二极管、PIN二极管、肖特基二极管和齐纳二极管构成的组中选择出来的一种。
12.一种具有多个像素的显示器件的驱动方法，每个像素都包括选择晶体管、驱动晶体管、以及擦除二极管，所述驱动方法包括通过将一个帧分成为多个子帧来表示灰度，其中所述多个子帧具有像素的逐渐增加加权的发光时间；随着灰度级数量的增加而累加用于光发射的子帧；通过接通所述选择晶体管而写入信号；以及通过接通所述擦除二极管以擦除所述信号，调节所述多个子帧的发光期间。
13.依照权利要求12所述的驱动方法，其中所述显示器件是EL显示器。
14.依照权利要求12所述的驱动方法，其中所述擦除二极管包括从由PN二极管、PIN二极管、肖特基二极管和齐纳二极管构成的组中选择出来的一种。
全文摘要
在其中通过将一个帧分成多个子帧并使用时间灰度法来表示灰度的显示器件中，存在伪轮廓线的问题。通过顺序地增加每个子帧的权重(发光期间、发光时间等)来表示灰度。另外，在像素中提供了擦除二极管。通过接通该擦除二极管，储存在所述像素中的信号被擦除，从而提供了不发光期间。因此，可容易地形成具有不同发光期间的子帧。
文档编号H05B33/14GK1804980SQ20061000512
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月12日 优先权日2005年1月14日
发明者木村肇, 山崎舜平 申请人:株式会社半导体能源研究所