电光器件的驱动法制造技术

为使用电光器件进行分级显示，配备了一个分级显示系统，该系统可由数字信号加以控制，不易受到各元件之间特性变化的影响，且能进行高等级的显示。在有源矩阵式电光器件中，通过控制加到各象元电极上的电压脉冲的时间和幅度，在图象的一个帧形成具有多个电压值和脉冲宽度的复合脉冲，从而使一个图象帧的平均有效电压可取任意值，进而最终在液晶上显示出中间色调。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电光显示器件中供高级显示用的一种显示方法，该显示器件由多个排列成矩阵且具有诸如液晶显示器、等离子体显示器、真空微电子显示器等之类的驱动开关元件的象元构成。最近，各种办公室自动化设备趋向于微型化，这使传统的阴极射线管(CRT)都要由诸如等离子体显示器、液晶显示器等之类的薄型显示器(平板显示器)所取代。此外，还有人研究一种真空微电子显示器，该显示器中的各微型真空管由一个场发射阴极和一个栅极构成，各真空管排列成矩阵，图象则通过电子束从矩阵阵列投射到荧光材料上显示出来。在所有上述的显示器件中，图象的显示操作是通过控制待加到矩阵阵列各交叉点上的电压进行的。就是说，液晶显示器中的电场改变所发射的光量或散射光量，等离子体显示器中的电场使各电极之间产生放电，真空微电子显示器中的场发射效应使阴极发射出电子。这些矩阵式显示器最简单的一种为有一对彼此对置着的基片，各基片上纵横配置着一条条的布线，在布线之间加上电压，于是任何交叉的纵横布线之间的间隙就有电压产生。这一种叫做简单矩阵结构。这种显示器结构简单，因而不难以低成本制造。但这种显示器往往产生一种叫做串扰的现象，即由于显示器驱动过程中有无意窜入的信号流窜到不希望窜入的部位而使图象模糊。为避免这种串扰，需要有一种材料，其光学特性能随高于预定阈值的电压急剧变化。例如，等离子体放电显示器是这种简单矩阵系统合适的显示器，因为它具有上述那种明确的阈值。然而采用上述光学材料时，必须驱动显示器使各象元(即矩阵各布线之间的交叉点)的电压极其接近该阈值电压。因此采用简单矩阵系统时，可以进行光学通/断转换，但难以获得中间亮度或色调，因为亮度能按所加的电压在其中间可调范围内变化的材料不能用作这种显示器的光学材料。这个问题是由于将开关功能加在光学材料(液晶或放电气体)引起的。因此过去有人尝试过在矩阵中装上与光学材料无关的开关元件。这种装置叫做有源矩阵显示器，这种显示器的各象元上有一个或多个开关元件。开关元件采用PIN二极管、MIN二极管或薄膜晶体管等。可是，尽管采用有源矩阵系统，要象CRT那样高等级地进行显示还是有困难。附图说明图1(A)示出了一般等级显示系统。图1(A)中，纵坐标表示某特定象元上所加电压的大小，横坐标表示时间，该图表示液晶显示器象元上所加电压的变化情况。电压是以交替的电流脉冲形式加上去的，因为如果长时间加上直流电，液晶就会因电解而变坏。图1(A)中，所加电压使得在头两个周期显示出“8”的亮度，在下一个周期显示出“4”的亮度，在最后一个周期显示出“6”的亮度。实际上，液晶材料的光学特性在个别阈值下急剧变化，但这里假设光学特性随所加的电压成线性变化。这种近似的假设非常接近象例如散射型液晶材料之类的液晶材料。因此，为了显示过程按例如16等级进行，需要按16等级控制某一电压，然后加到象元上。一般液晶材料加上大于5伏的电压时，其光学特性就饱和，即使加上大于5伏的电压也几乎改变不了它。为使显示过程按16等级进行，举例说，必须精确加上300毫伏的电压，即5伏除以16。当然，要使显示过程的更多的等级进行，可以往象元上加上更小的电压。但要产生分辨力达300毫伏或以下的电压并不容易，如此小的电压在其到达象元之前就会因受各种因素的影响而衰减。这些因素包括布线的电阻、薄膜晶体管的电阻、象元电位因薄膜晶体管的寄生电容而下降等等。鉴于这些引起电压变化或波动的参量随各象元的有源元件的不同而异，象元电压的波动实际上在整个面板上最多只能抑制到±0.2伏的范围。另一方面，还有另一种分级显示的方法，即控制拟加到各象元的电压脉冲的持续时间(保持时间)。这种方法的例子有本专利技术人在日本专利申请3-169305、3-169306、3-169307、3-209869等公开的显示方法。图1(B)示出了这个例子。和图1(A)的方法一样，头两个周期用以显示“8”的亮度，下一个周期用以显示“4”的亮度，最后一个周期用以显示“6”的亮度。我们知道，液晶材料的显示作用是根据平均有效电压而不是根据瞬时电压显示色调和亮度的。就是说，假设头两个周期的有效电压为1，下一个周期的有效电压虽然其峰值与头两个周期的相同但只能视为0.5，最后一个周期则视为0.75。此外，等离子体放电的响应速度为1微秒的高速，但人的肉眼跟不上这么快的速度，只能检测平均亮度，因而显示亮度最后还是取决于平均有效电压。就是说，上述分级显示系统，特别是为了达到分级更多的显示，需要大大提高开关速度。图2示出了图1(B)的特殊情况，图2的实例可以使显示过程分64级(64亮度级)进行。左侧的数字表示象元的亮度。在该实例中，光学特性从“1”至“54”按该次序变化。图2中，(A)和(B)基本上没有什么不同，只是多个脉冲之间的次序变了。本专利技术人所专利技术的另一个日本专利申请3-209869中说明了该实例的细节，因此这里不再详述。举例说，在标有“17”的部分，长度为1的脉冲和长度为16的脉冲分别在周期S内出现一次，它表示平均亮度为“17”。再有，在表有“37”的部分中，长度为1的脉冲、长度为4的脉冲和长度为32的脉冲在周期S内出现一次，它表示平均亮度为“37”。这样就可以达到从“0”至“64”的64级显示过程。显然从图2中可以看出，最小脉冲长度需为电压重复周期S的64分之一。在用薄膜晶体管等实际进行转换的情况下，往薄膜晶体管上加上宽度按矩阵行数缩短了的脉冲。举例说，矩阵有480行时，往薄膜晶体管上加上宽度为最小脉冲长度的480分之一的脉冲。鉴于S通常为30毫秒，因而最小脉冲宽度为500微秒。这样，薄膜晶体管等之类的驱动信号需要1微秒的时间。这个值可以说是一个大值，但这对薄膜晶体管来说却是非常快的信号。因此，为实现分级数更多的显示，需要加上更快速的脉冲，为此，从显示器上发射出电磁波。本专利技术是为解决一般分级显示系统中的上述问题而提出的，它是一种新型的分级显示系统，该系统既利用了完全依赖图1(A)所示的电压的分级显示系统的优点，又利用了完全依赖图1(B)所示的脉冲宽度的分级显示系统的优点。此外，在本系统中，不需用上述对极小电压的控制，也不需要如上述所指出的极其短而快的脉冲。本专利技术驱动有源矩阵结构式电光器件的方法是往电光器件的象元上加上由多个脉冲高度和多个脉冲宽度的脉冲组成的电压。为将本专利技术明确地区别于一般系统，在图1(C)中示出了本专利技术的一个实施例。和图1(A)和图1(B)中所示的系统一样，头两个周期用以显示“8”的亮度，下一个周期用以显示“4”的亮度，最后一个周期用以显示“6”的亮度。在本专利技术中，分级显示不仅采用了图2所示的系统，而且采用了平均有效电压，但本专利技术由于不仅可以改变脉冲宽度，而且还可以改变脉冲高度来解决上述问题，因而自由度增加了。首先，在图1(C)中，头两个周期与其它周期一样，且假设在这些周期中电压为1伏，当然，头两个周期的平均有效电压变为1。在下一个周期中，脉冲高度为头两个周期的一半，因此下一个周期的平均有效电压为0.5。在最后的一个周期中，几个复杂的脉冲混合在一起。然而，先出现的是脉冲高度为1的脉冲，接着出现脉冲高度为0.5的脉冲。由于这两个脉冲保持时间相同，因而平均有效电压变为0.75。如上所述，通过不仅控制脉冲的宽度而且也控制脉冲的高度，加到脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动有源矩阵结构电光器件的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：往所述电光器件的象元上加上多个脉冲高度和多个脉冲宽度的脉冲。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，广木正明，竹村保彦，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]