顯示裝置的制造方法
【專利說明】顯示裝置
[0001]相關串請案
[0002]本專利申請案主張于2013年3月22日申請的名稱為“改進可靠度的方法”的第2013-060071號日本申請案的優先權，且轉讓給本受讓人且特此以引用的方式明確并入本文中。
技術領域
[0003]本發明涉及一種顯示裝置，且更確切地說，涉及適用于執行圖像顯示以以電力控制機械快門的位置的圖像顯示裝置的像素電路的一種有效的技術。
【背景技術】
[0004]圖像顯示裝置(下文被稱作具有可移動式快門系統的圖像顯示裝置)通過以電力控制機械快門(下文被稱作MEMS快門)的位置而顯示圖像且揭示其驅動方法，例如在下文所描述的專利文獻I中。
[0005]可移動式快門系統的此圖像顯示裝置具有多個像素(每一像素具有MEMS快門)和分別輻照紅色(R)綠色(G)和藍色(B)光的光源零件。
[0006]通過移動這些MEMS快門(通過靜電力)顯示圖像，當MEMS快門打開時發射從光源零件輻射且在光導板內部傳播的光(即，對準形成于光導板中的開口)，且當MEMS快門關閉時阻斷從光源零件輻射且在光導板內部傳播的光(即，不對準形成于光導板中的開口)。
[0007]先前技術文獻
[0008][專利文獻]
[0009][專利文獻I]美國第2011/0164067號
【發明內容】
[0010][通過本發明待解決的問題]
[0011]發現歸因于可移動式快門系統中MEMS快門的控制故障的圖像顯示裝置的縮短的使用壽命是由在快門電極與一對控制電極之間所產生的附著力造成。
[0012]將使用圖18解釋此現象。圖18為提供給每一像素的快門電極208和來自可移動式快門系統的圖像顯示裝置中的控制電極對的一個控制電極209的示意圖。在電極之間和電極周圍提供由鋁或氮化硅所組成的絕緣膜50。
[0013]在此，圖18 (a)為通過控制電極209和25V(例如，施加到電極之間)靜電上拉的快門電極208的視圖。此時，在插入于電極之間的絕緣膜50中產生預定電場，且歸因于普爾(Poole)-弗蘭克爾(Frankel)或佛勒(Fowler)-諾德海姆(Nordheim)注入電流產生泄漏電流。
[0014]在此，通過膜質量、電場、溫度及其類似者確定成為主電流注入機制的電流注入機制。舉例來說，當低電壓(下文被稱作L-電平)施加到快門電極208且高電壓(下文被稱作H-電平)施加到控制電極209時，所產生的泄漏電流被定義為從快門電極208到控制電極209的電子注入，但在此，電極之間的絕緣膜50上存在接觸接口，且需要注意的是，大量電子俘獲電平出現于此部分中。
[0015]由于從快門電極208側部上的絕緣層50的電子發射集中于絕緣層的細微凸出的部分而存在歸因于電子俘獲的極少效應，但由于注入電子分散在控制電極209側部上的絕緣層50的接口上的寬區間上，所以在電子俘獲層級中俘獲大量電子。圖18(b)為說明此狀態的圖。
[0016]此外，圖18(c)為說明如下狀態(其中施加到電極的電壓已停止)的圖。甚至在電壓施加程序已停止之后，一旦俘獲電子，其在絕緣層50的接口上保持相對長的時間。據認為由于此剩余的電荷減小正電極的電壓，所以甚至當嘗試通過繼續將L-電平的低電壓施加到快門電極208且將H-電平的高電壓施加到控制電極209來關閉兩個電極時，通過靜電力的快門的控制變得不穩定，導致MEMS快門的使用壽命的減小或顯示產品的使用壽命的減小。
[0017]為了解決上述這些問題點，L-電平的接地電壓和H-電平的25V的電壓替代地施加到快門電極208以驅動快門電極208。
[0018]此驅動方法將被稱為極性逆向驅動方法，通過施加GND的電壓驅動快門電極208的狀態將被定義為“負極性狀態”，且通過施加25V的電壓驅動快門電極208的狀態將被定義為“正極性狀態”。
[0019]然而，本申請案的發明人發現電壓的平衡在“正極性狀態”與“負極性狀態”之間瓦解，甚至當根據上述極性逆向驅動方法驅動時，電荷在快門電極或控制電極對的絕緣層中積累，且MEMS快門降級減小MEMS快門的使用壽命。
[0020]圖17為說明涉及可移動式快門系統的常規圖像顯示裝置中的更新周期、快門移動周期和發射周期的快門電極208、OPEN電極和關閉(CLOSE)電極的電壓變化的圖。
[0021]應注意，在圖17中，來自控制電極對的一個電極描述為OPEN電極且來自控制電極對的另一電極描述為CLOSE電極。此外，在圖17中，快門電極的電壓電平說明為“快門”，OPEN電極的電壓電平為“OPEN”且CLOSE電極的電壓電平為“CLOSE”。
[0022]在可移動式快門系統的常規圖像顯示裝置中，在正極性狀態的更新周期和負極性狀態的更新周期期間，快門電極、OPEN電極和CLOSE電極的電壓、快門電極208與CLOSE電極之間的電壓以及快門電極208與OPEN電極之間的電壓如表3中所指示。
[0023]應注意，在表3中，快門電極208的電壓描述為“快門電位”，OPEN電極的電壓為“OPEN電位”，CLOSE電極的電壓為“CLOSE電位”，快門電極208與OPEN電極之間的電壓為“快門與OPEN之間的電壓”，且快門電極208與CLOSE電極之間的電壓為“快門與CLOSE之間的電壓”。
[0024]在可移動式快門系統的常規圖像顯示裝置中，在正極性狀態的更新周期期間，快門電極208的電壓為25V ( S卩，H-電平)；0ΡΕΝ電極和CLOSE電極的電壓為OV ( S卩，低電平)；且快門電極208與CLOSE電極之間的電壓和快門電極208與OPEN電極之間的電壓為25V。
[0025]此外，在負極性狀態的更新周期期間，快門電極208的低電平電壓為OV ；0ΡΕΝ電極和CLOSE電極的低電平電壓為OV ;且快門電極208與CLOSE電極之間的電壓和快門電極208與OPEN電極之間的電壓為0V。
[0026]以此方式，在更新周期期間，甚至當以極性逆向驅動方法驅動時，“正極性狀態”和“負極性狀態”中電壓之間的平衡瓦解，電荷在快門電極或控制電極對的絕緣層中積聚，MEMS快門降級，且因此，MEMS快門的使用壽命縮短。
[0027]本發明是基于上述信息，且本發明的一個目的是提供一種技術，其可供應實質上等于具有可移動式快門系統的圖像顯示裝置中放電周期期間的快門電極和一對控制電極的電壓且防止機械快門的降級。
[0028]上述本發明的目的，以及本發明的其它目的和其新特征將通過本規范和附圖的內容闡明。
[0029][用于解決問題的裝置]
[0030]公開于本申請案中的那些發明當中的代表性發明的
【發明內容】
的簡要描述如下所述。
[0031 ] (I)各自具有機械快門的多個像素，其中機械快門具備快門電極和相對于快門電極而成對提供的第一與第二控制電極，且顯示裝置通過以電力控制快門電極的位置而顯示圖像。顯示裝置具備放電周期和在放電周期之后的顯示周期。滿足￥?1 = ￥?2 = ￥8，其中Vs為供應到快門電極的電壓；Vpl為供應到第一控制電極的電壓；且Vp2為供應到第二控制電極的電壓。
[0032](2)在(I)中，在顯示周期中，低電壓驅動電壓VL或電壓高于低電壓驅動電壓VL的高電壓驅動電壓VH供應到快門電極、第一控制電極和第二控制電極，且Vs = (VH-VL) /2，Vs = VH，或 Vs = VL。
[0033](3)各自具有機械快門的多個像素，其中機械快門具備快門電極和相對于快門電極成對提供的第一與第二控制電極，且顯示裝置通過以電力控制快門電極的位置而顯示圖像。顯示裝置具備放電周期和在放電周期之后的顯示周期。在顯示周期中，低電壓VL或電壓高于低電壓VL的高電壓VH供應到快門電極、第一控制電極和第二控制電極。在放電周期期間，|Vs-Vpl| ( (VH-VL)/10，且 |Vs-Vp2| ( (VH-VL)/10，其中 Vs 為供應到快門電極的電壓；Vpl為供應到第一控制電極的電壓；且Vp2為供應到第二控制電極的電壓。
[0034](4)在(3)中，Vs 為(VH+VL) /2 的電壓。
[0035](5)各自具有機械快門的多個像素，其中機械快門具備快門電極和相對于快門電極成對提供的第一與第二控制電極，且顯示裝置通過以電力控制快門電極的位置而顯示圖像。顯示裝置具備放電周期和放電周期之后的顯示周期，且當在放電周期期間時，電壓Vs供應到快門電極，供應到第一控制電極的電壓的平均值和供應到第二控制電極的電壓的平均值為如Vs的相同電壓。
[0036](6)各自具有機械快門的多個像素，其中機械快門具備快門電極和相對于快門電極成對提供的第一與第二控制電極，且顯示裝置通過以電力控制快門電極的位置而顯示圖像。顯示裝置具備放電周期和放電周期之后的顯示周期，且在放電周期期間，(Vpl+Vp2)/2=Vs，其中Vs為供應到快門電極的電壓；Vpl為供應到第一控制電極的電壓；且Vp2為供應到第二控制電極的電壓。
[0037](7)各自具有機械快門的多個像素，其中機械快門具備快門電極和相對于快門電極成對提供的第一與第二控制電極，且顯示裝置通過以電力控制快門電極的位置而顯示圖像。顯示裝置具備放電周期和放電周期之后的顯示周期，且在放電周期期間，
Vs-Vpl I ( Vpo且Vs-Vp2 ( Vpo，其中Vs為供應到快門電極的電壓；Vpl為供應到第一控制電極的電壓；Vp2為供應到第二控制電極的電壓；且Vpo為拉出電壓。
[0038](8)在上文所論述的貫穿(7)的實例(5)中的任何一者中，在顯示周期中，低電壓驅動電壓VL或電壓高于低電壓驅動電壓VL的高電壓驅動電壓VH可供應到快門電極、第一控制電極和第二控制電極，且Vs可為等于(VH+VL)/2的電壓。
[0039](9)在上文所論述的貫穿⑶的實例(3)中的任何一者中，可提供將圖像信號電壓輸入到每一像素的多個視頻線、將掃描電壓輸入到每一像素的多個掃描線、供應第一供電電壓的第一電力供應線、供應第二供電電壓的第二電力供應線、供應快門控制電壓的快門電壓線和供應更新電壓的更新電壓線。每一像素具有以電力控制機械快門的位置的像素電路。像素電路具備輸入晶體管，其中輸入晶體管源極連接至多個視頻線當中對應視頻線，且柵極連接至多個掃描線當中對應掃描線；通過輸入晶體管存儲電壓輸出且當一端連接至輸入晶體管的漏極時使另一端連接至第一電力供應線的存儲電容器；其中柵極連接至更新電壓線且源極連接至輸入晶體管的漏極的轉移晶體管；連接于第一電力供應線與第二電力供應線之間的第一 CMOS反相器電路，其輸入端子連接至轉移晶體管的漏極；和連接于第一電力供應線與第二電力供應線之間的第二 CMOS反相器電路，其輸入端子連接至第一 CMOS反相器電路的輸出端子。連接在第一 CMOS反相器電路的輸入端子與第二反相器電路的輸出端子之間的第一晶體管以及連接至更新電壓線的其柵極。第一控制電極連接至第一 CMOS反相器電路的輸出端子，第二控制電極連接至第二 CMOS反相器電路的輸出端子，且快門電極連接至快門電壓線。
[0040](10)各自具有機械快門的多個像素，其中機械快門包括快門電極和相對于快門電極成對提供的第一與第二控制電極，且顯示裝置通過以電力控制快門的位置而顯示圖像。每一像素具有以電力控制機械快門的位置的像素電路。像素電路具備將驅動電壓供應到第一控制電極的第一驅動晶體管和將驅動電壓供應到第二控制電極的第二驅動晶體管。顯示器具備放電周期和放電周期之后的顯示周期。在放電周期期間，Vs = VH，IVs-Vpl I ^Vth,且|Vs-Vp2| ( 2Vth，其中Vs為供應到快門電極的電壓，Vpl為供應到第一控制電極的電壓，Vp2為供應到第二控制電極的電壓，且Vth為第一驅動晶體管和第二驅動晶體管的閾值電壓。
[0041 ] (