專利名稱：拼接式無源矩陣電致發(fā)光顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無源矩陣電致發(fā)光顯示器。具體地說，本發(fā)明涉及被驅動時在相鄰拼 塊之間無可見邊界的拼接式無源矩陣顯示器。
背景技術：
現(xiàn)在市場上存在許多顯示裝置。在這些可以獲得的顯示器中有薄膜涂敷型電致 發(fā)光(EL)顯示器，例如0LED顯示器。這些顯示器可以利用有源矩陣背板(active matrix backplane)來驅動，該有源矩陣背板利用了有源電路陣列。這些有源電路控制顯示器中電 流向各發(fā)光元件的流動。然而，這些顯示器由于在各發(fā)光元件上形成有源電路的復雜性而 變得相對昂貴，并且這些有源驅動電路中常常使用的薄膜晶體管容易產生缺陷，導致缺乏 一致性或者隨時間而變的閾移，由此劣化了顯示器的質量。無源矩陣薄膜涂敷型電致發(fā)光顯示器也是已知的。遺憾的是，這些顯示器通常僅 允許同時驅動顯示器的一條線，典型的是利用脈沖寬度調制。此外，通常在這些設備中在各 點亮周期之前對各發(fā)光元件的電容進行放電和充電。為此，無源矩陣薄膜涂敷型電致發(fā)光 顯示器在這些顯示器超過特定尺寸(現(xiàn)在是在對角線上小于2英寸)時通常消耗過量的電 力并且通常需要的驅動電壓高于利用低成本硅制造工藝而制造的行和列驅動器所能夠提 供的電壓。近來，在文獻中還討論了可應用于EL顯示器的多線無源矩陣驅動方法。在這 些方法中，有Yamazaki等人在美國專利申請10/680,221號(標題為“Image Display Apparatus”)中描述的方法、以及Smith等人在PCT申請文件WO 2006/035246號(標 題為 “Multi-Line Addressing Methods andApparatus”)、WO 2006/035248 號(標題 為“Multi-Line Addressing Methodsand Apparatus”)和 WO 2006/067520 號(標題 為"Digital Signal ProcessingMethods and Apparatus")中描述的單獨方法。這些 方法中的各方法都可以用來顯著減小EL顯示器內流過各發(fā)光元件的電流，并且還能夠潛 在地減小單個行線上的峰值電流。因而這減小了這些顯示器內行電極和列電極的電阻所 導致的功率損失，并且在特定驅動條件下，還可以減小對該顯示器的電容進行充電和放 電所消耗的功率，使得能夠以合理的功耗來建立更大的無源矩陣EL顯示器。遺憾的是， 這些方法常常會將一些錯誤引入到數(shù)據(jù)信號中，這可能導致在特定條件下產生圖像偽像 (imageartifacts)。此外，它們僅允許無源矩陣EL顯示器的尺寸增大幾倍，而不是所期望 的10倍或更多。形成較大無源矩陣顯示器的另一種方法是形成幾個單獨的顯示器或者具有多個 行和列驅動器的顯示器，其用作綁在一起形成較大EL顯示器的拼塊(tiles)。這種拼接式 顯示器在本領域中是公知的。例如，Nimmer等人在美國專利6，980，182號(標題為“Display System”)和 Cok 等人在美國專利公開 2006/0108918 號(標題為“Tiled 0LED Display”) 分別討論了形成單個顯示基板，可以向該顯示基板附接多個行和列驅動器以提供具有比利 用采用了單個行和列驅動器的單個顯示器所能夠實現(xiàn)的面積更大的面積的拼接式顯示器。這種方法能夠通過涂敷均勻發(fā)光層來形成多個EL拼塊，由此消除了拼塊之間不均勻性的 重要來源。這種布置在無源矩陣EL顯示器中是有益的，因為各行驅動器僅向最終拼接的顯 示器內的行電極的子集提供信號。由于這種顯示器的電容必須被充電和放電的次數(shù)與所驅 動的線的數(shù)量成比例，并且當使用一次一線的無源矩陣驅動方法時這種顯示器消耗的功率 按照大約所驅動的線的數(shù)量的平方增加，這種方法使得驅動器能夠驅動顯示器中的全部線 的一半，因此能夠顯著減小顯示器的功耗，而且使得具有合理功耗的顯示器的尺寸能夠增 大兩或三倍。這些公開沒有討論多線驅動方法與無源矩陣EL顯示器的拼接方法的組合。 Freidhoff 和Phelan在美國專利6，509，941 號(標題為“Light-Producing Display Having High Aperture Ratio Pixels”)和美國專利 6，853，411 號(標題為 “Light-Producing High Aperture Ratio Displays HavingAligned Tiles”)中討論了其它拼接式EL顯示器。關于拼接式顯示器的一個問題在于，輸入圖像信號122通常以掃描(raster)形式 流進這種顯示器，從圖像的左上角的數(shù)據(jù)點開始，然后順序提供用于顯示器的各行中的像 素的數(shù)據(jù)。然而，由于該顯示器對于各拼塊具有獨立的行和列驅動器，因此通常需要較高 電平控制器來在接收到輸入圖像信號時存儲該輸入圖像信號，將輸入的數(shù)據(jù)分割成獨立的 塊，然后將輸入圖像信號數(shù)據(jù)的各獨立塊提供給行和列驅動器，其中，連接到各拼塊的行和 列驅動器會使用輸入圖像信號數(shù)據(jù)的各塊，以獨立地呈現(xiàn)輸入圖像信號中與顯示器內拼塊 的物理位置相對應的部分。例如，在Koester等人的美國專利申請10/158，321號和Lin的 美國專利申請10/249，954號中，分別討論了利用處理器來存儲輸入圖像信號并將輸入圖 像信號重組成多個獨立的塊，其中，將各塊獨立地分配給各拼塊的行和列驅動器。這種顯示器中的主要問題之一所產生的原因是人類視覺系統(tǒng)對相鄰拼塊之間 的邊界附近產生的亮邊(luminance edge)或偽亮邊極其敏感。如Greene等人在美國 專利 5，668，569 號(標題為"Tiled, Flat-Panel Displayswith Luminance-Correcting Capability” 和美國專利 6，292，157 (標題為 “Flat-panel Display Assembled from Pre—sorted Tiles Having MatchingColor Characteristics and Color Correction Capability")中討論的，對拼塊進行揀選(sort)以減小亮度差異是已知的。此外，如 Greene 等人在美國專利 6，271，825 (標題為 “Correction Methods for Brightness in ElectronicDisplay")中所討論的，調節(jié)輸入圖像信號以減小相鄰拼塊的邊緣之間的邊界 處的圖像的顏色或亮度上的差異是已知的。在這些專利中所討論的顏色和亮度校正方法 中，在將輸入圖像信號提供給各行和列驅動器之前，使用描述了形成顯示器的各拼塊的輻 射測量(radiometric)性能的數(shù)據(jù)來調節(jié)該輸入圖像信號。值得注意的是，這些方法僅校 正了相鄰拼塊的光學性能之間的差異。這些公開中所討論的實施方式中的行和列驅動器在 各自接收和響應于輸入圖像信號的各塊時彼此獨立地工作。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種拼接式無源矩陣EL顯示器，該拼接式無源矩陣EL顯示器 包括a)兩個或更多個EL拼塊，各EL拼塊包括發(fā)光元件行和發(fā)光元件列的陣列，各發(fā)光 元件由夾在行電極和列電極的正交陣列之間的發(fā)光層形成，其中，所述兩個或更多個EL拼 塊中的每一個EL拼塊還包括至少一個行驅動器；
b)至少一個列驅動器，其用于與所述至少一個列驅動器中的每一個一起工作，以 控制所述行電極和所述列電極之間的電子的流動，由此控制所述發(fā)光元件中的每一個發(fā)光 元件的發(fā)光；以及c)連接到所述行驅動器和所述列驅動器的一個或更多個控制器，其用于接收輸入 圖像信號并向所述兩個或更多個EL拼塊內的兩個或更多個驅動器同時提供行驅動信號， 以控制流動通過所述行電極和所述列電極的電子的流動，由此同時點亮所述兩個或更多個 EL拼塊內的預定數(shù)量的發(fā)光元件行，其中具有如下第一例外情況當要點亮所述兩個拼塊 之間的邊界時，一個拼塊內同時點亮的發(fā)光元件行的行數(shù)小于該預定數(shù)量。盡管嘗試利用用于無源矩陣EL顯示器的拼接和多線驅動方法的組合，但已經發(fā) 現(xiàn)，現(xiàn)有多線驅動方法在相鄰拼塊之間的邊界處產生可見的亮度偽像。本發(fā)明使得能夠與 用于拼接EL顯示器的方法一起使用用于驅動無源矩陣EL顯示器的多線的方法，以獲得這 些方法中各方法的組合優(yōu)勢而不會引入這些可見的偽像。由于拼接和多線驅動方法的使用 能夠用于制造更大的無源矩陣EL顯示器，該無源矩陣EL顯示器消耗的功率比每次單驅動 器單線的無源矩陣驅動方案更小，所以該組合使得能夠以可接受的功耗來形成甚至更大的 無源矩陣EL顯示器。因此與單獨應用拼接或多線尋址所能夠生產的顯示器相比，本發(fā)明能 夠實現(xiàn)更高分辨率的、更大并且更有價值的無源矩陣EL顯示器，并且不會在拼塊之間的邊 界處產生討厭的亮度偽像。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的拼接式無源矩陣EL顯示器的示意圖；圖2是本發(fā)明的一個實施方式中有用的控制器的示意圖；圖3是拼接式無源矩陣EL顯示器的在單個基板上包括三個EL拼塊的一列的示意 圖；圖4是應用了如圖3所示在單個基板上構造的三個EL拼塊的顯示器的示意圖；圖5a是沿著圖3中A-A線所取的列的截面圖；圖5b是沿著圖3中B-B線所取的列的截面圖；圖5c是沿著圖3中C-C線所取的列的截面圖；圖6是應用了現(xiàn)有技術中所討論的多線尋址的拼接式無源矩陣EL顯示器的模擬 圖像；圖7是圖6中圖像的第一列的亮度跡線，其示出了非有意的亮度低谷；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的應用了多線尋址的拼接式無源矩陣EL顯示 器的模擬圖像；以及圖9是圖8中圖像的第一列的亮度跡線，其示出了不存在非有意的亮度低谷。
具體實施例方式通過提供一種拼接式無源矩陣EL顯示器來滿足需要，其中，在使用用于驅動無源 矩陣EL顯示器的多線驅動方法時導致的亮度錯誤分布在兩個或更多個相鄰拼塊之間的邊 界上，并且在多行發(fā)光元件上分擔，而不是集中在兩個或更多個相鄰拼塊的邊界附近。這可 以通過應用圖1所示的拼接式無源矩陣EL顯示器來實現(xiàn)，該顯示器包括兩個或更多個EL拼塊20、22，各EL拼塊20、22包括多行多列的發(fā)光元件36的陣列，各發(fā)光元件36由夾在行 電極32和列電極34的正交陣列之間的發(fā)光層形成。各EL拼塊20、22還包括至少一個行 驅動器24、26。拼接式無源矩陣EL顯示器還至少包括列驅動器28、30，其用于與各EL拼塊 20,22中的至少一個行驅動器24、26中的每一個行驅動器一起工作，以控制行電極32和列 電極34之間的電子的流動，由此控制來自各發(fā)光元件36的光發(fā)射。拼接式無源矩陣EL顯 示器還包括與行驅動器24、26和列驅動器28、30連接的一個或更多個控制器42，用于接收 輸入圖像信號44并同時向兩個或更多個EL拼塊20、22內的兩個或更多個行驅動器24、26 提供預定數(shù)量的行驅動信號，以同時點亮兩個或更多EL拼塊內的預定數(shù)量的發(fā)光元件行， 如圖1中組38所示。然而，控制器在各幀期間點亮該預定數(shù)量的發(fā)光元件行，其中具有如 下例外情況當兩個EL拼塊20、22之間的邊界54要被點亮時，一個拼塊內的同時點亮的發(fā) 光元件行的行數(shù)小于該預定數(shù)量，如發(fā)光元件的行的組40所示。定義術語“邊界(boundary)，，的使用并定義點亮邊界的意義是重要的。在本公開 中，“邊界” 54是指兩個相鄰行電極之間的區(qū)域，這兩個相鄰行電極位于相鄰EL拼塊20、22 的相鄰邊緣上。當相鄰EL拼塊的相鄰邊緣上的兩個相鄰行電極中的每一個同時發(fā)光時，通 常會點亮該邊界54。然而，并不嚴格要求這兩個相鄰行電極同時發(fā)光，以用于要點亮的邊 界。但是要求離被點亮的這個邊界最遠的發(fā)光元件的行少于該邊界的發(fā)光元件的預定行 數(shù)。對任何組的行電極加電(energized)的時間間隔被稱為“場(field)”。在傳統(tǒng)的無源 矩陣驅動方法中，該時間間隔通常包括對顯示器的EL發(fā)光元件的電容進行充電的預充電 時間、發(fā)光元件發(fā)光所處的活動時間、和發(fā)光元件的電容放電所處的放電時間。然而，場可 以僅包括點亮一組發(fā)光元件行的時間和點亮第二組發(fā)光元件行的時間之間的時間。本發(fā)明的控制器通常包括如圖2所示的組件。首先，該控制器包括用于接收輸入 圖像信號44的元件?？刂破?2還包括用于存儲輸入圖像信號的至少一部分的輸入緩沖器 60。通常，該輸入緩沖器60能夠存儲高達一個滿幀的圖像信息?？刂破?2可以包括預處 理單元62。該預處理單元62可以執(zhí)行幾種潛在的圖像操作，例如，使輸入圖像信號44線性 化并校正輸入圖像信號44以補償相鄰EL拼塊20、22之間的亮度輸出中的差異。如先前討 論的，這種校正在本領域中是已知的?？删幊檀鎯卧?4可用于存儲關于各EL單元的性 能的信息，需要該信息以使得預處理單元62能夠校正相鄰EL拼塊之間的亮度輸出中的差升?？刂破?2包括用于轉換預處理輸入圖像信號以形成適于同時驅動該拼接式無源 矩陣EL顯示器內多個行電極的處理單元66。這些信號包括用于驅動行驅動器和列驅動器 的信號。該處理單元66可以從可編程存儲器中獲取行驅動值和其它信息(例如銳化內核 (sharpening kernel))以便于該處理。因此，控制器42內的該處理單元66在輸入圖像信 號應用于行驅動器和列驅動器之前處理輸入圖像信號。該處理單元66可以執(zhí)行諸如銳化 的多個步驟以便進行多線尋址，如2007年4月20日提交的美國專利11/737，786號(標題 為"Passive Matrix Electro-luminescent displaysystem)或者 Yamazaki 等人的美國專 利申請10/680,221號(標題為“Image Display Apparatus")中所述，上述各專利申請通 過引證的方式全部包含于此?；蛘?，處理單元66可以執(zhí)行其它圖像處理操作，用于創(chuàng)建適 于多線尋址的信號，例如圖像分解。Smith等人先前在PCT申請W02006/035246號(標題為 "Multi-line addressing methods and apparatus”)中描述了一種這樣的圖像分解方法。
然后，控制器42內的輸出緩沖器68存儲處理后的數(shù)據(jù)。然后，定時發(fā)生器70向 行驅動信號發(fā)生器74和數(shù)據(jù)選擇器72兩者提供定時信號。然后，數(shù)據(jù)選擇器72從輸出緩 沖器68獲取數(shù)據(jù)并將其提供給列驅動器28和30。同時，行驅動信號發(fā)生器74從輸出緩沖 器68獲取數(shù)據(jù)并將其提供給行驅動器24和26。利用這些組件，控制器42獲取輸入圖像信 號，并且能夠向行驅動器和列驅動器兩者提供各種驅動信號，以驅動根據(jù)本發(fā)明的顯示器。在典型的實施方式中，控制器42控制行驅動器24、26和列驅動器28、30，使得在兩 個或更多個EL拼塊20、22內提供預定數(shù)量的行驅動信號，以點亮各EL拼塊內的兩行或更 多行發(fā)光元件的組38、56。期望該組發(fā)光元件行在顯示器的各拼塊內同時激活。例如，從顯 示器的各拼塊的頂部開始，可以激活該預定行數(shù)的發(fā)光元件。在后一場中，將在各拼塊內激 活預定行數(shù)的發(fā)光元件的不同組。該不同組的發(fā)光元件行例如可以與第一組的除一行之外 的全部行的發(fā)光元件交疊。在隨后的場中，在各場期間可以激活一個新組的發(fā)光元件行，隨 著它們向下掃描各拼片而簡單地偏移一行。或者，可以選擇隨后的組，使得兩個隨后的場內 被點亮的發(fā)光元件的行之間不存在交疊或者可以存在某種中間程度的交疊。一旦各EL拼 塊20、22中最后的行電極被第一次激活，則發(fā)生第一例外情況(exception)。在此時，可以 在來自前一場的頂行發(fā)光元件未被點亮的例外情況下，在與前一組交疊的第一拼塊20內 點亮較小組的發(fā)光元件行。同時，通常僅點亮第二EL拼塊22中的第一行發(fā)光元件。這使得 一組發(fā)光元件行的亮度能夠產生跨過兩個拼塊之間的邊界的亮度，因此使亮度跨越該邊界 分布。重要的是，在該例外情況期間，第一列驅動器28和第二列驅動器30通常會向第一拼 塊20中的列電極和第二拼塊22中的列電極提供完全相同的驅動值。盡管活動行的發(fā)光元 件橋接了兩個拼塊20、22之間的邊界，但這可能被認為是單個連續(xù)組的發(fā)光元件行。因此， 可以觀察到，當各組完全包含在拼塊中時顯示器通常會激活多個組的發(fā)光元件38、56，每個 拼塊中有一個組，但是當一個組的發(fā)光元件行橋接了兩個拼塊之間的邊界時顯示器將僅激 活這一個組的發(fā)光元件行。當這樣驅動時，當點亮邊界時，包括兩個EL拼塊的顯示器上同 時點亮的發(fā)光元件的行數(shù)的總和等于行驅動信號的預定數(shù)量。例如，橋接了兩個相鄰拼塊 之間的邊界的組可以包括組58中的發(fā)光元件行。注意，通常是一次僅點亮任何拼塊的一個 邊界。因此，如果拼塊22下方存在第三拼塊，則可以在一個場組中點亮拼塊20和22之間 的邊界54，但是之后需要在一個單獨的場組中點亮拼塊22和第三拼塊(未示出)之間的邊 界。然后隨著發(fā)光元件行的組從第一拼塊掃描到第二拼塊來進行邊界的點亮。典型地，在這種顯示器中也會發(fā)生第二例外情況，因為需要將整個圖像信息呈現(xiàn) 在頂行發(fā)光元件(由顯示器的頂行電極32驅動)和底行發(fā)光元件(由顯示器的底行電極 18驅動)上。注意，如圖1所示，存在至少兩個EL拼塊，在至少兩個EL拼塊20、22之間具 有邊界54，而且這兩個拼塊20、22各具有與該邊界相對的邊緣14、16。當同時點亮各拼塊 的相對邊緣時，提供給所述EL拼塊中的至少一個拼塊內的兩個或更多個行驅動器的行驅 動信號的數(shù)量小于一個拼塊內的預定數(shù)量。在此期間，當點亮邊界時，同時產生光的發(fā)光元 件的行數(shù)在任何拼塊內將少于點亮不與拼塊的邊緣(平行于這些行電極)相鄰的發(fā)光元件 行時的情況。值得注意的是，在前述示例中，在各場期間控制各拼塊內的至少一個發(fā)光元件來 發(fā)光。當發(fā)光元件行的組不與拼塊的邊緣(平行于行電極)相鄰時，在各EL拼塊內預定行 數(shù)的發(fā)光元件通常是活動的。當各拼塊內發(fā)光元件行的組與拼塊的邊緣(平行于行電極)相鄰時，將點亮較少行的發(fā)光元件。然而，在各場期間各拼塊中某些發(fā)光元件是活動的這個 事實是重要的，因為它減少了形成圖像所必須存在的場數(shù)，產生期望亮度所需要的電流與 所需要的場數(shù)成比例，并且顯示器的功耗通常也與所需要的場數(shù)的平方成比例。因此，在各 場期間控制各拼塊內的至少一個發(fā)光元件進行發(fā)光的事實減小了顯示器的功耗。在本發(fā)明的一個期望實施方式中，行驅動器和列驅動器兩者將向行電極的任何組 38內的行電極提供不同的驅動信號。由多個同時受控的行電極和單個列電極的交叉限定的 同時點亮的發(fā)光元件的任何組將具有不同的亮度級。因此，同時激活的發(fā)光元件組內的與 單個列電極和多個行電極的交叉相對應的發(fā)光元件的亮度級會比該組內其它發(fā)光元件更 殼。如圖1所示，拼接式無源矩陣EL顯示器包括單個控制器。為了減小整體系統(tǒng)的成 本，這常常是所期望的。然而，并不要求這樣。各拼塊或拼塊子集可以各自具有其自己的控 制器。然而，在這些實施方式中，重要的是在將輸入圖像信號提供給附加控制器之前提供一 個用于對該輸入圖像信號進行緩沖和解析的控制器。在這種系統(tǒng)中，同樣重要的是各拼塊 或拼塊子集的控制器不僅知道輸入圖像信號中與拼塊在整個顯示器內的空間位置相應的 部分，而且該控制器還必須知道輸入圖像信號中與靠近邊界的發(fā)光元件在相鄰拼塊內的空 間位置相對應的部分。在這種系統(tǒng)中，根據(jù)本發(fā)明，任何給定拼塊的控制器可以使用與靠近 邊界的發(fā)光元件在相鄰拼塊內的空間位置相對應的信息來正確地點亮該邊界?？梢栽诜至⒌幕迳闲纬善磯K20、22，每次制造一個，或者也可以在單個基板上形 成拼塊20、22。通常，由于在可用于形成單獨的EL拼塊的涂敷工藝中常常存在變化，因此期 望將兩個或更多個拼塊的至少一部分形成在單個基板上。該變化會產生相鄰拼塊之間的亮 度差異，必須對此進行一些補償以避免可見偽像和拼塊邊界。此外，如果在分立的基板上形 成拼塊，則有利的是在將這些拼塊組裝成最終顯示器之前封裝單獨的拼塊。這種封裝工藝 通常需要到達拼塊的邊緣，這常常會迫使拼塊邊界處的相鄰發(fā)光元件之間的距離比任意拼 塊內相鄰發(fā)光元件離得更遠。在單個基板上形成多個拼塊也可以消除這個問題?？梢圆捎枚喾N方式來實現(xiàn)將多個拼塊形成在單個基板上。圖3示出了形成具有多 個EL拼塊的顯示器的基板的一部分。為了進一步幫助理解該結構，圖5A、5B和5C示出了 采用該結構的顯示器的三個截面圖，其中，分別在分割線A-A、B-B和C-C處對顯示器進行 截面。具體地說，該圖示出了這種基板的單個列。該圖不是按照比例繪制的，而是與高度相 比更多地放大了該列的寬度，以使得能夠看出該基板的特征。將以基礎基板100材料(例 如玻璃)開始來形成基板。在該基礎基板上，將形成金屬層，對該金屬層進行構圖以提供多 個驅動器連接102、104、106以及金屬拼塊連接器108、110。驅動器連接102、104、106提供 了從列電極的頂部到驅動器的高導電性金屬線路。其目的是提供列驅動器到列電極的低電 阻連接。金屬拼塊連接器108、110提供了相對窄而高導電性的線路，用于向顯示器內的各 EL拼塊提供電流。然后在金屬拼塊連接器108、110中的至少一個連接器的一部分上對絕 緣層112、114進行構圖。這些絕緣層使金屬拼塊連接器108、110中的至少一個連接器的至 少一部分與設備結構的后續(xù)層電隔離。然后將另一種導電材料(理想的是透明導電材料， 例如氧化銦錫(IT0))沉積在該基板上。優(yōu)選地對該IT0層進行構圖，使得它形成多個島狀 物(island)，其中，各島狀物僅與驅動連接或者金屬拼塊連接器中的一方電連接。如該圖所 示，在這一列內，形成了三個IT0島狀物，包括116、118和120。如圖所示，IT0島狀物116形成為與驅動器連接104電連接，并且通過絕緣層112、114與金屬拼塊連接器108、110電 隔離。IT0島狀物118與金屬拼塊連接器110電接觸，但是通過絕緣層112與金屬拼塊連接 器108絕緣。注意，因為IT0島狀物被構圖為保留在圖3所示的列中，因此各IT0島狀物與 其它列電隔離。盡管該圖中沒有示出，隨后在該基板上形成電致發(fā)光層，并且在各IT0島狀 物116、118、120上對行電極的陣列進行構圖。注意，無源矩陣EL顯示器通常形成為底部發(fā) 光型顯示器并且透過玻璃基板發(fā)光。因此，金屬層的存在會減小用戶能夠觀看到的發(fā)光元 件的面積。然而，無源矩陣顯示器通常被設計成使得發(fā)光元件在任何列中的子集在任何時 間點都是活動的，因此驅動一列發(fā)光元件需要的電流相對較小。此外，金屬的導電性通常是 比IT0高100倍的量級，IT0通常用于形成無源矩陣顯示器中的列電極。因此，金屬拼塊連 接器108、110比像素區(qū)域內的IT0明顯更窄。例如，這些金屬拼塊連接器可以小于任何兩 個相鄰發(fā)光元件之間的可見邊緣之間的間隔的十分之一。利用了如圖3所示的拼接式設置的顯示器可以包括用于接收輸入圖像信號并創(chuàng) 建控制行驅動器和列驅動器的信號的控制器124、列驅動器126和多個行驅動器128、130、 132，如圖4所示。然而，該顯示器會包括三個拼塊，由于IT0島狀物116、118、120都有效地 用作獨立地可尋址的列電極，并且多個獨立可尋址的行電極136會與這些可尋址列電極垂 直地形成，從而最終的顯示器134會包括通過獨立的行電極和列電極的組來尋址的發(fā)光元 件的三個分立的拼塊138、140、142。如圖4所示，三個拼塊138、140、142中的各拼塊與顯示 器134 —樣寬并且與IT0島狀物116、118和120 —樣高。參照圖3和4，重要的是，列驅動器現(xiàn)在僅附接到顯示器的一側，使得具有三個拼 塊的拼接式無源矩陣EL顯示器能夠利用單個列驅動器126來驅動。在這種設置中，通過利 用類似的電極布局但是將列驅動器附接到拼接式無源矩陣EL顯示器的頂部和底部上，可 以形成甚至更大的顯示器。在這種設置下，顯示器可以擴展成具有六個垂直排列的拼塊，同 時使用與圖3所示相同的設置的金屬拼塊連接器108、110。此外，這些金屬拼塊連接器108、 110和絕緣層112、114可以在共同的構圖步驟中分別進行構圖，而不管各自的數(shù)量。還可以 注意到，通過形成附加的金屬拼塊連接器還可以形成其它拼塊。盡管圖3示出了列的任一 邊緣上的一個這樣的金屬拼塊連接器，但是也可以在列的任一邊緣上包括兩個或甚至更多 個金屬拼塊連接器，使得能夠進一步增加每個基板上的拼塊數(shù)量。圖3所示的顯示器的截面在圖5A、5B和5C中示出。圖5A示出了一個截面圖。如 該圖所示，該結構從基板開始，在該基板上沉積了兩個金屬拼塊連接器152、154。通常，在 整個基板上濺射金屬層，然后應用光刻法來移除除這些線之外的全部金屬來沉積這些連接 器。在該第一拼塊內，這些金屬拼塊連接器152、154中的任何一個都不向列電極提供電流， 因此在這些金屬拼塊連接器上沉積絕緣層156。再次，可以利用諸如氣相沉積或濺射的涂敷 法將該絕緣層沉積為薄片(sheet)。如圖所示，可以利用光刻法對該層進行構圖，但是它可 以留下來以覆蓋整個基板。然后沉積IT0層158并通常利用光刻法來對其進行構圖，以形 成島狀物。該層用作列電極。然后至少在IT0層158上沉積電致發(fā)光層160。最后，施加金 屬層162以形成行電極。盡管在這一部分沒有示出，但也可以在其它分離線處形成其它結 構。例如，可以平行于行電極來形成柱狀結構，該柱狀結構足夠高以產生金屬層內的隔離， 從而形成分離的行線。這種柱狀結構通常應用于無源矩陣有機發(fā)光二極管(0LED)顯示器 的制造中，并且是本領域公知的。
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圖5B示出了圖3中所示的設備結構在分割線B-B處所取的截面。該圖非常類似于 圖5A中的截面圖。然而，存在兩個非常顯著的區(qū)別。首先，注意到，從金屬拼塊連接器154 上方移除了絕緣層156。其次，IT0層158在金屬拼塊連接器154上延伸，因而使得該金屬 拼塊連接器和IT0島狀物118之間能夠進行電連接。這樣，圖3的金屬拼塊連接器110上 提供的驅動信號用作該拼塊內列電極的驅動信號。圖5C示出了圖3中所示的設備結構在分割線C-C處所取的截面。在該位置處，重 要的是將圖3中第三IT0島狀物120連接到金屬拼塊連接器108，但不連接到任何其它金屬 拼塊連接器。如圖5C所示，這可以通過在該區(qū)域內僅沉積一個金屬拼塊連接器152并且移 除整個絕緣層156來實現(xiàn)。最后，可以使IT0層158形成為與金屬拼塊連接器152電接觸。應當注意，在大多數(shù)顯示器中，除先前描述的圖像處理之外，還必須執(zhí)行其它圖像 處理。例如，在采用了美國專利申請10/320，195號中所描述的RGBW發(fā)光元件陣列的顯示 器中，有利的是預處理單元62接收RGB輸入圖像信號，相對于目標顯示亮度而使RGB輸入 圖像信號線性化，將線性化的RGB輸入圖像信號轉換成線性化的RGBW輸入信號。在本發(fā)明的實施方式內，控制器42通常是一個或更多個數(shù)字處理器。該控制器42 可以作為專用設備來形成，或者它可以嵌入在采用了該顯示器的設備內的其它數(shù)字處理器 內。行驅動器和列驅動器通常采用某種方式來從控制器42接收數(shù)字信號，并將該信 號轉換成適于控制電子沿著行電極32和列電極34流動并穿過各發(fā)光元件36的模擬電壓 或電流信號。在期望的實施方式中，行驅動器或列驅動器會提供時間復用信號，而其它驅動 器會提供簡單地激活或無效電流沿各電極的流動的能力。在其它期望的實施方式中，行驅 動器和列驅動器中的至少一方會對流經各行電極或列電極的電壓或電流提供模擬控制。該拼接式無源矩陣EL顯示器可以是能夠用于在一對電極之間形成可尋址元件的 二維陣列的任何電致發(fā)光顯示器。這些設備可以包括電致發(fā)光層160，該電致發(fā)光層160采 用了純有機小分子或聚合材料，典型地包括有機空穴傳輸層、有機發(fā)光層和有機電子傳輸 層，如現(xiàn)在技術中所討論的(包括1988年9月6日授予Tang等人的美國專利4，769，292號 和1991年10月29日授予VanSlyke等人的美國專利5，061，569號)。電致發(fā)光層160可以 由有機材料和無機材料的組合交替形成，該材料典型地包括與無機發(fā)光層組合的有機空穴 傳輸層和電子傳輸層，例如2005年3月1日授予Bawendi等人的美國專利6，861，155號中 所描述的發(fā)光層?；蛘撸娭掳l(fā)光層160可以由完全無機材料形成，例如2005年9月14日 提交的美國共同未決專利11/226,622號(標題為“Quantum Dot Light EmittingLayer") 中所述的設備。該顯示器還可以采用由材料陣列形成的行電極和列電極。與列電極相比，通常將 電流運載到同時點亮的更多的發(fā)光元件的行電極通常由金屬形成。本發(fā)明公知公用的金屬 電極32、34和金屬拼塊連接器108、110通常由銀或鋁形成，但也可以由其它導電金屬(例 如銅)形成。當電極用作陰極時，這些金屬可以與低功函金屬形成合金或者與低功函電子 注入層組合使用。行電極和列電極中的至少一方必須由透明或半透明材料形成。合適的電 極包括諸如IT0和IZ0的金屬氧化物或諸如銀薄層的非常薄的金屬。為了降低這些電極的 電阻，可以與這些電極電接觸地形成附加的不透明的導電總線帶。基板還可以由許多類型的材料形成。當在基板上直接形成透明或半透明電極時，需要基板由透明材料形成，例如玻璃或透明塑料。另外，基板可以是透明或不透明的。盡管 沒有示出，這種顯示器通常會包括用于機械、氧氣和濕氣保護的附加層。提供這種保護的方 法在本領域中是公知的。在本公開的圖中也沒有示出機械結構，例如在能夠對離基板最遠 的電極進行構圖的制造無源矩陣0LED顯示器的過程中通常采用的柱子。盡管本發(fā)明具體討論了 EL顯示器，但本發(fā)明的方法可以與替代的顯示器技術有 效地一起使用。具體地說，作為大多數(shù)發(fā)光顯示器技術(包括場發(fā)射或表面?zhèn)鲗щ娮影l(fā)射 顯示器)中典型的需要電流的任何顯示器技術都能夠從本發(fā)明的多個方面獲益。由于如本 發(fā)明中所討論的同時驅動多個行電極的多個組的能力減小了與對顯示器的電容進行充電 和放電相關的損耗，因此本發(fā)明會更有益于這樣的顯示器技術，即，在使單個發(fā)光元件從開 到關進行循環(huán)時該顯示器技術使用足夠薄的單元來提供電容耗損。在本發(fā)明內，電容耗損 隨著峰值瞬時電流減小，因此減小了任何電容器兩端的需要從任何發(fā)光元件產生期望亮度 的峰值瞬時電壓，因為與不按照所述情況驅動多條線的多個組可能的發(fā)光時間相比，各發(fā) 光元件能夠更長時間地發(fā)光。為了例示本發(fā)明的效果，提供了以下示例。示例1:比較的在本示例中，假設顯示器具有兩個拼塊20、22，各拼塊具有120個行電極32和240 個列電極34。此外，假設各拼塊具有其自己的行驅動器和列驅動器。另外，各拼塊具有其 自己的控制器42，并且各控制器僅接收輸入圖像信號44中與發(fā)光元件36在它控制的拼塊 20、22內的空間位置相對應的部分。因此，兩個控制器不能響應于在輸入圖像信號中發(fā)生的 輸入圖像信號內的亮度變化，該亮度變化與相鄰拼塊中發(fā)光元件的空間位置相對應。該設 計與現(xiàn)有技術的實施方式一致，在現(xiàn)有技術的實施方式中，對輸入圖像信號進行解析并將 其傳送給各拼塊進行呈現(xiàn)。輸入圖像信號44包括用于在白色背景上呈現(xiàn)兩個深灰色條的信息。深灰色條各 包括文本線，并且第二深灰色條僅從兩個相鄰EL拼塊之間的邊界下方幾行開始。因此，非 常靠近這兩個拼塊20、22之間的邊界54的地方出現(xiàn)突然的亮度變化。在本示例中，假設兩 個控制器中的各控制器內的處理單元在處理步驟期間對輸入圖像信號44進行銳化，以將 其提供以在多線尋址EL顯示器上進行顯示。然后假設通過一次激活多個行電極，行驅動器 和列驅動器會每次一行地顯示該經過處理的輸入圖像信號。在本示例中，可以通過各控制 器獨立完成銳化步驟，這對輸入圖像信號應用了包括元件-1、2、1、_2、0、-18、-9、-18、-2、 1、2、-1的15個元件內核(element kernel) 0然后以這樣一種方式來顯示該圖像，即，行 驅動器各同時激活9個行電極，并且使得以下比例的電流流經這9個行電極中的各電極 0. 16，0. 32，0. 52，0. 200,0. 400,0. 200,0. 052,0. 032,0. 16。這樣，顯示器每次 9 行地繪出圖 像。此外，在每個場期間各拼塊內正好9個行電極是活動的，因此本實施方式沒有采用本發(fā) 明的第一例外情況。假設同時在各拼塊中繪出各圖像的適當部分。在圖6中示出了所得到的圖像。該圖像包括在第一拼塊上呈現(xiàn)的第一部分170和 在第二拼塊上呈現(xiàn)的第二部分172。因為現(xiàn)有技術的系統(tǒng)在兩個拼塊上獨立地呈現(xiàn)輸入圖 像信號中的信息，而不知道相鄰拼塊上的內容，因此在這兩個拼塊之間的邊界附近呈現(xiàn)了 不正確的亮度的線174。取決于觀看條件和圖像內容，諸如這種非有意的線的偽像是極其討 厭的。為了進一步例示這種錯誤，圖7示出了沿著顯示器的第一列的亮度跡線。理想地，亮度在低水平在處垂直像素號O到40上是均勻的，然后在高水平處在垂直像素號41到240 上是均勻的。然而，在該圖中，示出了亮度跡線具有非有意的亮度低谷176，其位于這兩個拼 塊之間的邊界附近。該亮度低谷形成了非有意的亮度變化，因而也形成了這兩個拼塊之間的邊界附近的偽像。示例2:發(fā)明的在該示例中，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式創(chuàng)建了拼接式無源矩陣EL顯示器。它包 括兩個EL拼塊，各EL拼塊包括120行240列的發(fā)光元件的陣列，各發(fā)光元件由夾在行電極 和列電極的正交陣列之間的發(fā)光層形成。拼接式無源矩陣EL顯示器包括至少一個用于控 制各拼塊內行電極和列電極之間的電子流動的行和列驅動器，以控制來自各拼塊內各發(fā)光 元件的光發(fā)射。假設該拼接式無源矩陣EL顯示器還包括連接到行驅動器和列驅動器的一 個控制器，該控制器用于接收輸入圖像信號并同時向兩個或更多個EL拼塊內的兩個或更 多個行驅動器提供預定數(shù)量的行驅動信號，并且具有如下第一例外情況當要點亮兩個拼 塊之間的邊界時，行驅動信號的數(shù)量小于一個拼塊內的該預定數(shù)量。因此，該顯示器類似于先前示例的顯示器，并具有如下例外情況以根據(jù)與發(fā)光元 件在相鄰EL拼塊內的空間位置相對應的輸入圖像信號的方式來驅動各拼塊。此外，與在每 個場期間使9個活動行電極位于各獨立EL拼塊內(這是先前示例中的情形)相反，有時通 過在所述場的子集中共享兩個拼塊之間的9個活動行電極來顯示圖像的一部分。同樣的銳 化和行驅動方面，但是具有如下例外情況當點亮兩個拼塊之間的邊界時同時驅動的活動 行數(shù)在任何拼塊中都較少。在圖8中示出了所得到的圖像。該圖像包括在第一拼塊上呈現(xiàn)的第一部分180和 在第二拼塊上呈現(xiàn)的第二部分182。注意，頂部白色區(qū)域的亮度在邊界184處是均勻的，使 得比較例中存在的偽像在本發(fā)明的本實施方式中不存在。為了進一步例示不存在亮度偽 像，圖9示出了沿著顯示器的第一列的亮度跡線。理想地，亮度在低水平處在垂直像素號0 到40上是均勻的，然后在高水平處在垂直像素號41到240上是均勻的。在該圖中，示出了 在垂直像素號40左右與至少230之間亮度是均勻的。因此，在本實施方式中兩個拼塊之間 的邊界的位置186附近沒有出現(xiàn)曾在圖7中出現(xiàn)的不想要的亮度低谷。部件列表14 與邊界相對的邊緣16 與邊界相對的邊緣18 底行電極20 EL 拼塊22 EL 拼塊24 行驅動器26 行驅動器28 列驅動器30 列驅動器32 行電極34 列電極36 發(fā)光元件
154金屬拼塊連接器156絕緣層158ITO 層160電致發(fā)光層162金屬層170第一部分172第二部分174線狀偽像176非有意的亮度低谷180第一部分182第二部分
184邊界186邊界的位置
權利要求
一種拼接式無源矩陣EL顯示器，該拼接式無源矩陣EL顯示器包括a)兩個或更多個EL拼塊，各EL拼塊包括發(fā)光元件行和發(fā)光元件列的陣列，各發(fā)光元件由夾在行電極和列電極的正交陣列之間的發(fā)光層形成，其中，所述兩個或更多個EL拼塊中的每一個EL拼塊還包括至少一個行驅動器；b)至少一個列驅動器，其用于與所述至少一個列驅動器中的每一個一起工作，以控制所述行電極和所述列電極之間的電子的流動，由此控制所述發(fā)光元件中的每一個發(fā)光元件的發(fā)光；以及c)連接到所述行驅動器和所述列驅動器的一個或更多個控制器，其用于接收輸入圖像信號并向所述兩個或更多個EL拼塊內的兩個或更多個驅動器同時提供行驅動信號，以控制流動通過所述行電極和所述列電極的電子的流動，由此同時點亮所述兩個或更多個EL拼塊內的預定數(shù)量的發(fā)光元件行，其中具有如下第一例外情況當要點亮兩個拼塊之間的邊界時，一個拼塊內同時點亮的發(fā)光元件行的行數(shù)小于該預定數(shù)量。
2.根據(jù)權利要求1所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，存在至少兩個EL拼塊，所 述至少兩個EL拼塊之間存在邊界，并且兩個拼塊具有與所述邊界相對的邊緣，其中具有如 下第二例外情況當同時點亮各拼塊的相對邊緣時，行驅動信號的數(shù)量小于一個拼塊內的 所述預定數(shù)量。
3.根據(jù)權利要求1所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，在將所述輸入圖像信號施 加給所述行驅動器和所述列驅動器之前，各控制器處理所述輸入圖像信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，各控制器對所述圖像信號 進行銳化或分解。
5.根據(jù)權利要求1所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，同時激活的發(fā)光元件組內 的與列電極和多個行電極的交叉相對應的發(fā)光元件的亮度級比該組內其它發(fā)光元件更亮。
6.根據(jù)權利要求1所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，對于各圖像存在多個場，并 且其中，各拼塊內存在至少一個在各場期間發(fā)光的發(fā)光元件。
7.根據(jù)權利要求1所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，所述EL顯示器包括單個控 制器。
8.根據(jù)權利要求1所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，所述控制器接收所述輸入 圖像信號，并在確定所述行驅動信號和列驅動信號之前對相鄰拼塊之間的亮度或顏色變化 進行校正。
9.根據(jù)權利要求1所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，當所述邊界被點亮時，所述 顯示器上被同時點亮的發(fā)光元件的行數(shù)的總和等于行驅動信號的預定數(shù)量。
10.根據(jù)權利要求1所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，所述兩個或更多個拼塊的 至少一部分形成在單個基板上。
11.根據(jù)權利要求10所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，所述兩個或更多個拼塊 在所述基板的一個邊緣上提供有列連接器。
12.根據(jù)權利要求10所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，所述顯示器包括至少一 個金屬拼塊連接器，該金屬拼塊連接器延伸通過EL拼塊，以提供到列驅動器的連接。
13.根據(jù)權利要求10所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，所述顯示器由至少三個 拼塊組成。
14.根據(jù)權利要求10所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，所述拼接式無源矩陣EL 顯示器包括用于將兩個或更多個EL拼塊連接到單個列驅動器的金屬拼塊連接器。
15.根據(jù)權利要求10所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，所述兩個或更多個拼塊 被同時涂敷。
16.根據(jù)權利要求10所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，用于連接不同EL拼塊的 所述金屬拼塊連接器的寬度根據(jù)所述EL拼塊從所述列驅動器開始的長度而不同。
17.根據(jù)權利要求10所述的拼接式無源矩陣EL顯示器，其中，所述拼接式無源矩陣EL 顯示器由三個或更多個拼塊組成。
全文摘要
一種拼接式無源矩陣EL顯示器包括兩個或更多個EL拼塊，各EL拼塊包括發(fā)光元件行和發(fā)光元件列的陣列，各發(fā)光元件由夾在行電極和列電極的正交陣列之間的發(fā)光層形成，其中，所述兩個或更多個EL拼塊中的每一個EL拼塊還包括至少一個行驅動器；至少一個列驅動器，其用于與所述至少一個列驅動器中的每一個一起工作，以控制所述行電極和所述列電極之間的電子的流動，由此控制所述發(fā)光元件中的每一個發(fā)光元件的發(fā)光，其中具有如下第一例外情況當要點亮所述兩個拼塊之間的邊界時，一個拼塊內同時點亮的發(fā)光元件行的行數(shù)小于預定數(shù)量。
文檔編號G09G3/32GK101809644SQ200880107670
公開日2010年8月18日 申請日期2008年9月16日 優(yōu)先權日2007年9月19日
發(fā)明者安德魯·丹尼爾·阿諾德, 約翰·富蘭克林·小漢密爾頓, 邁克爾·尤金·米勒 申請人:全球Oled科技有限責任公司