[发明专利]无源矩阵电致发光显示系统

说明书

技术领域

本发明涉及无源矩阵电致发光显示系统和用于驱动无源矩阵电致 发光显示器的方法。

背景技术

在现有技术中已知用于形成平板显示器的众多技术。一种这样的技 术是通过在一对电极之间涂覆薄层的电致发光材料而形成的电致发光 显示器。使用该技术的显示器在电致发光材料受到电激励时产生作为所 述两个电极之间电流的函数的光。电致发光显示器主要分为有源矩阵或 无源矩阵显示器。有源矩阵显示器在显示器中的每个像素处使用比较复 杂的有源电路来控制穿过电致发光材料层的电流的流动。在每个像素处 形成该有源电路的开销可能很大，并且这些电路的性能或多或少受到限 制。例如，在控制流向发光元件的电流时，以低温多晶硅提供的电路经 常展现出空间不均匀性，而以非晶硅提供的电路经常展现出严重的随时 间的阈值漂移。

无源矩阵EL显示器在其构造方面简单得多。该显示器通常包括行 电极阵列和列电极阵列。EL材料被沉积在这些电极之间，使得当在所述 两个电极之间产生正电势时，在这两个电极之间的EL材料发光。因此， 显示器中的每个发光元件都由行电极和列电极的相交处形成。因为这种 类型的显示器不需要在每个像素位置处都高成本地形成有源电路，所以 构造这种类型的显示器要便宜得多。在这些装置中，通常由ITO或其它 一些透明的但是在电阻率方面通常比行电极要高的材料来形成列电极， 以使光能够被用户看到。

在文献中已经描述了众多无源矩阵EL显示系统。例如，Okuda等人 在题为“Driving system for driving luminous elements”的美国专 利号5,844,368中描述了一种用于驱动无源矩阵EL显示器的系统。 在该方法中、并且在大多数传统的无源矩阵EL驱动方法中，假设功率 一次提供给一个行电极，并且流过EL材料到达每列的行。通过向仅仅 一行发光元件提供功率来驱动显示器的该方法导致了两个显著的问题。

发生这两个问题中的第一个问题的原因在于，每个显示器都理想地 具有数百行发光元件，这意味着每个发光元件都只在非常短的时段中发 光。因此，将要求每个发光元件发出具有非常高亮度的光以达到合理的、 时间平均的亮度值。因为来自这些装置的光强与电流成正比，所以必须 向每个发光元件都提供比较高的电流。这可以显著地缩短各个发光元件 的使用寿命并增加显示器中的像素之间的串扰，如由Soh等人在2006 年的SID Mid Europe Chapter议程中发表的题为“Dependence of OLED Display Degradation on Driving Conditions”的论文中所描述的那 样。另外，该驱动方法要求驱动电子设备(drive electronics)支持 高电流，这通常转移到更大、更昂贵的硅驱动芯片；并且该驱动方法导 致电极两端的、尤其是向可能数百个发光元件同时提供电流的行电极两 端的高的阻性电压和功率损失。

发生这两个问题中的第二个问题是因为必须在每个循环期间都接 通和关断每个发光元件以避免通过被要求不被激活的发光元件的电流 泄漏以及由此的发光。该问题在使用有机材料的EL显示器中尤其麻烦， 因为EL层非常薄并且是高阻性的。在这种显示器中，每个发光元件都 具有在发光能够发生之前必需克服的显著的(significant)电容。克 服该电容可能需要不生成光并因此被浪费掉的显著的功率。Yang等人在 2006年的SID Digest中所发表的、题为“PMOLED Driver Design with Pre-charge Power Saving Algorithm”的论文中讨论了这个问题。如 该论文所陈述的那样，该功率随着显示器中行数的增加而显著增加。特 别地，该论文指出，对于具有64行的PM OLED来说，接近80％的功率 被消耗在驱动OLED(例如以用于光产生)方面，而20％的功率被消耗 在接通和关断所述行时克服所述电容方面。随着分辨率的增加，这个比 例急剧变化，使得当存在176行时，只有57％的功率被消耗在光产生方 面，而43％的功率被消耗在克服该电容方面。因此，随着更多的行位于 显示器上以从关断到接通地循环，该显示器的能量效率显著地变。

这些问题中的每一个都可以显著地限制无源矩阵EL显示器的应用。 然而，这两个问题结合起来显著地限制了这样的显示器的应用空间。如 今，无源矩阵EL显示器的应用被限制在一般具有少于128行并且对角 线通常小于1.5英寸的显示器。