專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有有機(jī)電致發(fā)光(以下稱為EL)元件等電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件的顯示裝置。
另外，其中，期待出現(xiàn)將個(gè)別控制EL元件的薄膜晶體管(TFT)等切換元件設(shè)置于各像素，逐個(gè)像素控制EL元件的有源矩陣型EL顯示裝置，以作為高精度顯示裝置。
圖7表示m行n列的有源矩陣型EL顯示裝置中單個(gè)像素的電路結(jié)構(gòu)。在EL顯示裝置的基片上，多根柵極線GL沿著行方向延伸，多根數(shù)據(jù)線DL及電源線VL沿著列方向延伸。從而，數(shù)據(jù)線DL及電源線VL與柵極線GL包圍的區(qū)域附近形成相當(dāng)于一個(gè)像素的區(qū)域，該一像素區(qū)域中設(shè)置有有機(jī)EL元件50、切換用TFT(第一TFT)10、EL元件驅(qū)動(dòng)用TFT(第二TFT)20以及保持電容Cs。
第一TFT10連接?xùn)艠O線GL與數(shù)據(jù)線DL，柵極接收柵極信號(hào)(選擇信號(hào))變成導(dǎo)通狀態(tài)。這時(shí)，供給數(shù)據(jù)線DL的數(shù)據(jù)信號(hào)保持在連接于第一TFT10與第二TFT20之間的保持電容Cs。第二TFT20的柵極加有通過第一TFT10提供的并保存于保持電容Cs的數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)應(yīng)的電壓，第二TFT20通過電源線VL向有機(jī)EL元件50供給與柵極電壓對(duì)應(yīng)的電流。通過該操作，有機(jī)EL元件以對(duì)應(yīng)每個(gè)像素的數(shù)據(jù)信號(hào)的發(fā)光亮度進(jìn)行發(fā)光、顯示期望的圖像。
有機(jī)EL顯示裝置的各EL元件是對(duì)應(yīng)陽極-陰極間流過的電流進(jìn)行發(fā)光的電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件，面板的耗電量隨著面板上發(fā)光元件的數(shù)目而變化，發(fā)光點(diǎn)越多則整個(gè)消耗電流越大。
但是，隨著手機(jī)的顯示器等極力追求低耗電量的電子儀器的增加，當(dāng)采用有機(jī)EL顯示裝置作為這種儀器的顯示時(shí)，必須控制其耗電量，特別是抑制最大消耗功率。另外，由于有機(jī)EL元件通過電流驅(qū)動(dòng)而發(fā)熱，即使電源線VL的電壓一定，流過有機(jī)EL元件的電流值也可能增加，而且可能引起無謂的功率消耗。因而，從以上觀點(diǎn)看，也希望控制流過元件的電流量。
達(dá)成上述目的的本發(fā)明的顯示裝置，其特征在于包括設(shè)置有多個(gè)像素的顯示部分，該像素具有至少在陽極和陰極之間具備發(fā)光層的電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件；用以提供電源、使上述顯示部分的各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件發(fā)光的電源部分；設(shè)置于上述電源部分和上述顯示部分的各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件之間、根據(jù)來自上述電源部分的電流量，控制流過各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件的電流量的電流控制部分。
電致發(fā)光元件等的電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件與供給電流成比例進(jìn)行發(fā)光，顯示部分的發(fā)光像素越多，從電源流過顯示部分的電流增大，裝置消耗功率也增大。本發(fā)明中，根據(jù)從電源流過顯示部分的電流量來控制流過各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件的電流量，故即使發(fā)光元件數(shù)目多，也可以將流過各元件的電流作為顯示部分整體控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，抑制最大消耗功率。
本發(fā)明的另一個(gè)特征在于，上述電流量增加時(shí)，上述電流控制部分降低施加于上述各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件的電源電壓，減少流過上述各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件的電流量。通過該控制，如果降低施加于元件的電源電壓，能夠容易且確實(shí)減少流過該元件的電流量。
另外，本發(fā)明的另一個(gè)特征在于，在上述控制的基礎(chǔ)上增加或與上述控制分開，控制部分控制供給各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件的顯示數(shù)據(jù)的對(duì)比度或亮度電平。
而且，本發(fā)明的另一個(gè)特征在于，在上述電流量增加時(shí)，控制部分降低顯示數(shù)據(jù)的對(duì)比度或亮度電平。
各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件中，由于流過對(duì)應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)的電流而發(fā)光，在從電源部分向顯示部分供給的電流增大的情況下，通過降低顯示數(shù)據(jù)的對(duì)比度或亮度電平，可以降低流過各元件的電流量，確實(shí)地抑制顯示部分的功率消耗。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有機(jī)EL元件部分的概略截面結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)EL顯示裝置的全部結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電流控制電路的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的降低對(duì)比度的控制方法的圖。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的降低亮度的控制方法的圖。
圖7是表示傳統(tǒng)的有源矩陣型有機(jī)EL顯示裝置的一個(gè)像素的電路結(jié)構(gòu)的圖。
符號(hào)說明1基片(透明基片)、4柵極絕緣膜、16激活層(p-si膜)、10第一TFT(切換用TFT)、14層間絕緣膜、18平坦化絕緣層、20第二TFT(元件驅(qū)動(dòng)用TFT)、25柵極、50有機(jī)EL元件、51陰極、52空穴傳導(dǎo)層、53有機(jī)發(fā)光層、54電子傳導(dǎo)層、55陰極、100顯示面板、200電源電路、300電流控制電路、310電阻、320控制信號(hào)產(chǎn)生部分、322，324第一放大器、326第二放大器(減法電路)、328第三放大器、330第四放大器、340控制端子、500顯示控制器、510視頻信號(hào)處理電路、GL柵極線、VL電源線、DL數(shù)據(jù)線。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的m行n列的有源矩陣型EL顯示裝置的顯示部分的電路結(jié)構(gòu)的圖，基本上與上述的圖7相同。顯示部分設(shè)置的多個(gè)像素的各個(gè)像素在行方向上延長的柵極線GL和列方向上延長的數(shù)據(jù)線DL及電源線VL包圍的區(qū)域附近構(gòu)成，具有有機(jī)EL元件50、切換用TFT(第一TFT)10、元件驅(qū)動(dòng)用TFT(第二TFT)20及保持容量Cs。第一TFT10在該柵極接收柵極信號(hào)而導(dǎo)通，第一TFT10與第二TFT20之間連接的保持電容Cs保持來自數(shù)據(jù)線DL的數(shù)據(jù)信號(hào)。第二TFT20設(shè)置在電源線VL和有機(jī)EL元件50(元件陽極)之間，將與施加在該柵極上的數(shù)據(jù)信號(hào)的電壓值對(duì)應(yīng)的電流從電源線VL供給到有機(jī)EL元件50。
圖2是表示有機(jī)EL元件50和第二TFT20的截面結(jié)構(gòu)的圖。本實(shí)施例中，第二TFT20和第一TFT10的任何一個(gè)為底部柵極型TFT、在激活層中分別使用通過激光退火等并多晶化獲得的多晶硅層(但是圖中省略了第一TFT10)。在整個(gè)基片面上，形成為了使上面平坦化的平坦化絕緣層18以便覆蓋第一TFT10和第二TFT20，并在其上層形成有機(jī)EL元件50。有機(jī)EL元件50通過在陽極(第一電極透明電極)51和最上層各像素共同形成的陰極(第二電極金屬電極)55之間層疊有機(jī)層而形成。陽極51通過形成的接觸孔穿過平坦化絕緣層18和層間絕緣膜14與第二TFT20的源極區(qū)域連接。另外，有機(jī)層從陽極側(cè)開始順序?qū)盈B諸如空穴傳導(dǎo)層52(第一空穴傳導(dǎo)層、第二空穴傳導(dǎo)層)、有機(jī)發(fā)光層53、電子傳導(dǎo)層54。
本實(shí)施例中的有機(jī)EL元件50，每個(gè)像素獨(dú)立形成由ITO(氧化銦錫)等形成的陽極51和有機(jī)發(fā)光層53，并由各像素共同形成它們以外的空穴傳導(dǎo)層52和電子傳導(dǎo)層54。例如，可以用MTDATA(4，4’，4”-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺)作為第一空穴傳導(dǎo)層，TPD(N，N’-二苯基-N，N’-二(三甲基苯基)-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺)作為第二空穴傳導(dǎo)層。有機(jī)發(fā)光層53的各像素隨用于R、G、B發(fā)光的發(fā)光色的不同而不同，例如，包含有喹吖啶酮(Quinacridone)衍生物的BeBq2雙(10-羥基苯并[h]喹啉酸基)鈹(雙(10-羥基苯并[h]喹啉酸基)鈹)。電子傳導(dǎo)層54可以使用例如BeBq2。
圖3是表示根據(jù)本實(shí)施例的場致發(fā)光顯示裝置的全部結(jié)構(gòu)的圖。該顯示裝置具有圖1的電路結(jié)構(gòu)的顯示面板100、電源電路200、電流控制電路300及顯示控制器500。電源電路200生成供給有機(jī)EL元件50的驅(qū)動(dòng)電流。電流控制電路300設(shè)置在電源電路200和顯示面板100的電源線VL之間，如后所述，根據(jù)從電源電路200流向電源線VL的電流量，控制流過各有機(jī)EL元件50的電流量。顯示控制器500包括視頻信號(hào)處理電路510、同步分離處理電路520、時(shí)序控制器(T/C)電路530等。視頻信號(hào)處理電路510處理輸入的視頻信號(hào)，向有機(jī)EL面板100供給R、G、B顯示數(shù)據(jù)，同步分離處理電路520從輸入的視頻信號(hào)分離垂直同步信號(hào)Vsync和水平同步信號(hào)Hsync。T/C電路530根據(jù)來自同步分離處理電路520的垂直同步信號(hào)Vsync和水平同步信號(hào)Hsync，生成垂直、水平開始脈沖S和垂直、水平時(shí)鐘等、用以驅(qū)動(dòng)顯示面板100的各像素的時(shí)序信號(hào)。
接著，說明電流控制電路300。電流控制電路300可以采用降壓元件、電感元件等，例如可以由電阻構(gòu)成。向各EL元件50供電的電源線VL在圖1所示的面板100內(nèi)共用，如果發(fā)光元件數(shù)目增加，從電源電路200流過電源線VL的電流量也增大。作為本實(shí)施例的電流控制電路300的電阻設(shè)置在從電源電路200到電源線VL的路線上，這里與流過電阻(R)的電流量(I)相應(yīng)地發(fā)生電壓降(RI)。流過電阻的電流量增大多少，電壓降也就增大多少，施加于電源線VL的電源電壓Vdd相對(duì)于電源電路200產(chǎn)生的電源電壓PVdd隨“PVdd-RI”而降低。如上所述，各像素中，有機(jī)EL元件50的陽極通過第二TFT20的源極、漏極與電源線VL連接，如果電源線VL的電壓下降，則通過第二TFT20流過有機(jī)EL元件50的陽極的電流相應(yīng)減少。從而，電源電路200與電源線VL之間的電流量增大時(shí)，由于作為電流控制電路300的電阻的緣故，供給電源線VL的電源電壓Vdd降低，從而可以減少流過各有機(jī)EL元件50的電流。這樣，與從電源電路200流過電源線VL的電流量相應(yīng)地控制電源電壓Vdd，可以控制各有機(jī)EL元件50的電流量，限制整個(gè)顯示部分的功率消耗。
圖4表示上述電流控制電路300的其他結(jié)構(gòu)實(shí)例。該電流控制電路300中，與從電源電路200流過電源線VL的電流量相應(yīng)地產(chǎn)生控制信號(hào)，從而控制供給各有機(jī)EL元件50的視頻信號(hào)的對(duì)比度或亮度電平。另外，同時(shí)對(duì)電源電壓Vdd進(jìn)行控制。
圖4的電路300中，在電源電路200和電源線VL之間設(shè)置與上述相同的降壓元件的電阻310，由于電阻310上的電壓降，隨著從電源電路200流過電源線VL的電流量增大多少，電源電壓Vdd就降低多少。另外，電流控制電路300除了上述電阻310外，還具有生成與電阻310的端子間電壓相應(yīng)的控制信號(hào)的控制信號(hào)產(chǎn)生部分320。如圖3的點(diǎn)線所示，控制信號(hào)產(chǎn)生部分320生成的控制信號(hào)供給顯示控制器500的視頻信號(hào)處理電路510，視頻信號(hào)處理電路510對(duì)應(yīng)該控制信號(hào)，控制視頻信號(hào)的對(duì)比度或亮度電平。
圖4的例子中，控制信號(hào)產(chǎn)生部分320具有第一運(yùn)算放大器322、324，第二運(yùn)算放大器(減法電路)326，第三運(yùn)算放大器328及第四運(yùn)算放大器(緩沖器)330。第一運(yùn)算放大器322、324的正輸入端分別連接到電阻310的電源線側(cè)端和電源電路側(cè)端。電阻310的各端子電壓在第一運(yùn)算放大器322、324進(jìn)行高電阻變換、通過電阻分別施加到減法電路326的負(fù)輸入端、正輸入端。電阻310的端子間電壓即電壓降很大時(shí)，減法電路326的輸出電壓(差分輸出)的絕對(duì)值變大。圖4的電路結(jié)構(gòu)中，減法電路326將端子間電壓反相放大，第三運(yùn)算放大器328將該反相放大后的差分輸出的極性反轉(zhuǎn)，輸出到第四運(yùn)算放大器330。第四運(yùn)算放大器330對(duì)來自第三運(yùn)算放大器的信號(hào)進(jìn)行電阻變換，作為控制信號(hào)供給控制端子。如以上形成并從控制端子輸出的控制信號(hào)變成與電阻310的電壓降、即與從電源電路200流過電源線VL的電流量對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。
圖5是說明視頻信號(hào)處理電路510根據(jù)上述控制信號(hào)，控制顯示數(shù)據(jù)的對(duì)比度的方法的圖。圖5中，實(shí)線是簡略表示在通常狀態(tài)下形成的顯示數(shù)據(jù)，該顯示數(shù)據(jù)的最小電平相當(dāng)于EL元件50中的最大亮度電平(白)，最大電平表示最小亮度電平(黑)。
有機(jī)EL元件50通過對(duì)應(yīng)于這樣的視頻信號(hào)(顯示數(shù)據(jù))的振幅的電流的流動(dòng)而發(fā)光。因而，為了降低顯示數(shù)據(jù)的對(duì)比度，如圖的虛線所示，視頻信號(hào)處理電路510響應(yīng)控制信號(hào)，使顯示信號(hào)的最小電平上升而縮小最大亮度電平與最小亮度電平之間的差，大致相等地壓縮顯示數(shù)據(jù)的振幅，使顯示數(shù)據(jù)的振幅收縮在該新的最小電平和最大電平之間。這樣的振幅壓縮，例如，可以在對(duì)包含數(shù)字視頻信號(hào)的灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬變換時(shí)，通過使每個(gè)灰度的電壓階躍與通常相比變小來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)來自電流控制電路300的控制信號(hào)(電壓電平)，確定顯示信號(hào)的最小電平(白電平)的上升程度，并供給有機(jī)EL元件，顯示數(shù)據(jù)的最小電平上升多少，流過各有機(jī)EL元件的電流量就減少多少，有機(jī)EL元件的消耗功率隨著流過元件的電流量變小而減少，所以，通過這樣的控制，能夠控制有機(jī)EL元件的消耗功率。另外，在降低對(duì)比度的處理中，由于顯示數(shù)據(jù)的振幅均一地變窄，不會(huì)損害顯示數(shù)據(jù)(特別是灰度)的再現(xiàn)性，顯示數(shù)據(jù)的再現(xiàn)能力與平時(shí)相比沒有變化。從而，通過這樣的對(duì)比度控制，可以在數(shù)據(jù)的再現(xiàn)能力不降低的情況下，限制顯示裝置的消耗功率。
圖6是說明根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行顯示數(shù)據(jù)的亮度電平控制的方法的示意圖。與圖5相同，圖6中的實(shí)線表示通常狀態(tài)形成的顯示數(shù)據(jù)的簡略波形。在控制亮度電平時(shí)，視頻信號(hào)處理部分510根據(jù)來自電流控制電路300的控制信號(hào)，如點(diǎn)劃線所示，使圖6的亮度最小電平上升。這樣，由于亮度最小電平的上升，從元件發(fā)光亮度看，最大亮度(白)電平變低。從而，如果在通常狀態(tài)下，該點(diǎn)劃線以下的白電平顯示(圖中斜線部分)對(duì)應(yīng)控制信號(hào)的電壓電平，被限制在新設(shè)定的點(diǎn)劃線的白電平顯示。這樣的亮度限制處理，例如在對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)中包含的數(shù)字亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬變換時(shí)，通過超過新設(shè)定的高亮度側(cè)的限制范圍的數(shù)據(jù)全部變?yōu)樵O(shè)定電平等處理來實(shí)現(xiàn)。
這樣，如圖6所示，根據(jù)來自控制電路300的控制信號(hào)，限制最小電平(最大亮度電平)，也可以控制流過有機(jī)EL元件的電流量，降低元件的功率消耗。
另外，上述圖5及圖6所示，如果進(jìn)行對(duì)比度控制或亮度電平控制，即使用圖4的電阻310控制電源電壓的效果小，也能夠充分實(shí)現(xiàn)功率消耗的抑制。另外，圖4的電路中，也不一定用電阻310，可以用線圈等其他可能檢測(cè)出電流的元件，不用特別控制電源電壓Vdd，作為檢測(cè)從電源電路200流過電源線VL的電流量的結(jié)構(gòu)，生成控制信號(hào)。
另外，以上的說明是對(duì)有源矩陣型場致發(fā)光顯示裝置進(jìn)行說明，但是同樣也適用于各像素中沒有切換元件的無源型場致發(fā)光顯示裝置。即，根據(jù)電源電路和面板電源線流過的電流量進(jìn)行控制，可以抑制裝置的最大消耗功率。另外，不局限于有機(jī)EL元件，采用其他的電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件的顯示裝置中也可以通過同樣的結(jié)構(gòu)，抑制裝置的最大功率消耗。發(fā)明的效果如上所述，本發(fā)明中，根據(jù)從電源流過顯示部分的電流量，控制流過各場致發(fā)光元件等的電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件的電流量，可以將整個(gè)顯示部分的功率消耗限定在規(guī)定的范圍內(nèi)。另外，即使顯示部分中發(fā)光像素?cái)?shù)目多的情況下，通過控制增大的電流量，也可以防止由于顯示眩目而引起的看不清楚的問題。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其特征在于包括設(shè)置有多個(gè)像素的顯示部分，該像素具有至少在陽極和陰極之間具備發(fā)光層的電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件；用以提供電源、使上述顯示部分的各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件發(fā)光的電源部分；設(shè)置于上述電源部分和上述顯示部分的各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件之間、根據(jù)來自上述電源部分的電流量，控制流過各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件的電流量的電流控制部分。
2.權(quán)利要求1的顯示裝置，其特征在于，上述電流量增加時(shí)，上述電流控制部分降低施加于上述各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件的電源電壓，減少流過上述各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件的電流量。
3.權(quán)利要求1或2的顯示裝置，其特征在于，上述電流控制部分控制供給各電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件的顯示數(shù)據(jù)的對(duì)比度或亮度電平。
4.權(quán)利要求3的顯示裝置，其特征在于，在上述電流量增加時(shí)，上述電流控制部分降低顯示數(shù)據(jù)的對(duì)比度或亮度電平。
全文摘要
控制具有EL等電流驅(qū)動(dòng)元件的顯示裝置的功率消耗。在電源電路200與向顯示面板的各發(fā)光元件中設(shè)置的有機(jī)EL元件50供給驅(qū)動(dòng)電流的電源線VL之間設(shè)置電流控制電路300,檢測(cè)從電源電路200流過電源線VL的電流量,該電流量增加時(shí)使施加于電源線VL的電源電壓Vdd降低,從而減少流過有機(jī)EL元件50的電流?；蛘?根據(jù)檢測(cè)的電流量,控制供給各個(gè)EL元件50的顯示數(shù)據(jù)的對(duì)比度和亮度電平,當(dāng)電流量增加時(shí)降低對(duì)比度和亮度電平,限制流過有機(jī)EL元件50的電流。這樣即可限制流過有機(jī)EL元件50的電流量,控制顯示裝置的功率消耗不致于過大。
文檔編號(hào)G09G3/20GK1372240SQ02106
公開日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2002年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月26日
發(fā)明者古宮直明 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社