專利名稱：有機(jī)el顯示器和有源矩陣基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有源矩陣顯示器和有源矩陣基板，特別涉及包括用作顯示元件的有機(jī)EL元件的有源矩陣有機(jī)EL(電致發(fā)光)顯示器和能用于有機(jī)EL顯示器的有源矩陣基板。
背景技術(shù)：
以液晶顯示器為代表的平板顯示器與CRT顯示器相比，具有低剖面、輕重量及低功耗的特點(diǎn)。由于這些特點(diǎn)，對平板顯示器的要求正在急速地增長著。
有源矩陣平板顯示器中，每個(gè)像素具有一個(gè)開關(guān)，能根據(jù)一關(guān)閉像素電氣地切斷一導(dǎo)通像素。通常，像素還具有一保持視頻信號(hào)的電容器。因此這種顯示器能實(shí)現(xiàn)滿意的顯示質(zhì)量而無相鄰像素間的交擾。為此，在包括便攜式信息終端的各種電子設(shè)備中采用有源矩陣平板顯示器。
近年來，有機(jī)EL顯示器得到長足的發(fā)展。有機(jī)EL顯示器是自發(fā)射顯示器，在實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)和寬視角方面比液晶顯示器更具優(yōu)勢。
美國專利第6,373,454B1中克耐普(Knapp)等人揭示了能用于有機(jī)EL顯示器中的像素電路。
圖1是克耐普等人揭示的像素電路的等效電路圖。此電路的運(yùn)行分兩步實(shí)現(xiàn)。在第一和第二步中，使電源線31設(shè)定為電位V1，使電源線34設(shè)定為高于電位V1的電位V2。
在第一步中，開關(guān)33開斷(關(guān)斷)，開關(guān)32和37閉合(導(dǎo)通)。這種狀態(tài)下，信號(hào)電流從視頻信號(hào)布線35施加到有機(jī)EL元件20作為輸入信號(hào)。晶體管30由開關(guān)32成二極管連接。因此，借此信號(hào)電流流動(dòng)的、等于晶體管30的柵-源電壓的電壓存儲(chǔ)到電容器38。然后開關(guān)32和37被開斷。
在第二步中，開關(guān)33閉合，將有機(jī)EL元件20連接到晶體管30的漏極。由于相當(dāng)于輸入信號(hào)的電壓存儲(chǔ)于電容器38中，故幾乎等于輸入信號(hào)的電流加到有機(jī)EL元件20。
在這一像素電路中，開關(guān)32和37的轉(zhuǎn)換操作即通/斷操作是同時(shí)執(zhí)行的。因此，開關(guān)電源32和37的轉(zhuǎn)換可用同一控制線控制。
然而，即使用同一控制線控制這些開關(guān)，由于像素電路圖案的設(shè)計(jì)或工藝引起的特性變異，開關(guān)32和37的轉(zhuǎn)換操作并不總是同時(shí)執(zhí)行的。
當(dāng)開關(guān)32的關(guān)斷操作晚于開關(guān)37的操作時(shí)，在開關(guān)37的關(guān)斷操作和開關(guān)32的關(guān)斷操作之間的期間中，電流從晶體管30的柵極通過開關(guān)32和晶體管30流到電源線31。結(jié)果，晶體管的柵-源電壓下降。這時(shí)，灰階范圍可消失。尤其當(dāng)像素之間關(guān)斷操作之間的時(shí)間滯后變化時(shí)，也會(huì)發(fā)生平面內(nèi)亮度的非均勻性。
這個(gè)問題可以通過對開關(guān)32和對開關(guān)37單獨(dú)準(zhǔn)備控制線并對前者比后者更早提供關(guān)斷信號(hào)來解決。但是這時(shí)對每一像素列增加控制線。使對像素設(shè)計(jì)的限制更嚴(yán)格，并減少可以布置各有機(jī)EL元件的面積。當(dāng)由小的有機(jī)EL元件作明亮顯示時(shí)，就縮短了亮度服務(wù)壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供通過采用相對少量的布線能實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的顯示特性的有源矩陣有機(jī)EL顯示器和能用于有機(jī)EL顯示器中的有源矩陣基板。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供了一種有源矩陣有機(jī)EL顯示器，包括驅(qū)動(dòng)控制單元，包括連接到第一電源端的第一端，視頻信號(hào)從視頻信號(hào)輸入端加到其上的控制端，以及輸出大小具有對應(yīng)于控制端和第一端之間的電壓的驅(qū)動(dòng)電流的第二端；有機(jī)EL元件，連接在所述第二端和第二電源端之間；電容器，它有一個(gè)連接到控制端的電極，并能在所述控制端和所述第一端之間保持大小對應(yīng)于視頻信號(hào)的電壓；根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第一開關(guān)，以在信號(hào)寫入期間中使視頻信號(hào)輸入端與所述第二端為連接狀態(tài)，并在與信號(hào)寫入期間相鄰的光發(fā)射期間中使視頻信號(hào)輸入端與所述第二端為斷開狀態(tài)；根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第二開關(guān)，以在信號(hào)寫入期間中使所述控制端與所述第二端為連接狀態(tài)，在第一開關(guān)變到斷開狀態(tài)之前使所述控制端與所述第二端為斷開狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供了一種有源矩陣有機(jī)EL顯示器，包括驅(qū)動(dòng)控制單元，包括連接到第一電源端的第一端，控制端，以及輸出大小具有對應(yīng)于控制端和第一端之間的電壓的驅(qū)動(dòng)電流的第二端；有機(jī)EL元件，連接在所述第二端和第二電源端之間；電容器，連接到恒定電位端和所述控制端之間；第一開關(guān)，連接在視頻信號(hào)輸入端與所述第二端之間；以及第二開關(guān)，連接在所述控制端和所述第二端之間，其中控制第一開關(guān)轉(zhuǎn)換的控制端連接到控制第二開關(guān)轉(zhuǎn)換的控制端，第一開關(guān)的閾值淺于第二開關(guān)的閾值。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面提供了一種有源矩陣有機(jī)EL顯示器，包括驅(qū)動(dòng)控制單元，包括連接到第一電源端的第一端，控制端，以及輸出大小具有對應(yīng)于控制端和第一端之間的電壓的驅(qū)動(dòng)電流的第二端；有機(jī)EL元件，連接在所述第二端和第二電源端之間；電容器，連接到恒定電位端和所述控制端之間；延時(shí)元件，包括連接到控制信號(hào)輸入端的輸入端和輸出由控制信號(hào)輸入端所提供的控制信號(hào)的輸出端；第一開關(guān)，連接在視頻信號(hào)輸入端與所述第二端之間；以及第二開關(guān)，連接在所述控制端和所述第二端之間，其中控制第一開關(guān)轉(zhuǎn)換的控制端連接到輸出端，控制第二開關(guān)轉(zhuǎn)換的控制端連接到控制信號(hào)輸入端。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面提供了一種在其上形成有機(jī)EL元件的有源矩陣基板，包括驅(qū)動(dòng)控制單元，包括連接到電源端的第一端，視頻信號(hào)從視頻信號(hào)輸入端加到其上的控制端，以及連接到有機(jī)EL元件并輸出大小具有對應(yīng)于控制端和第一端之間的電壓的驅(qū)動(dòng)電流的第二端；電容器，它有一個(gè)連接到控制端的電極，并能在所述控制端和所述第一端之間保持大小對應(yīng)于視頻信號(hào)的電壓；根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第一開關(guān)，以在信號(hào)寫入期間中使視頻信號(hào)輸入端與所述第二端為連接狀態(tài)，在與信號(hào)寫入期間相鄰的光發(fā)射期間中使視頻信號(hào)輸入端與所述第二端為斷開狀態(tài)根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第二開關(guān)，以在信號(hào)寫入期間中使所述控制端與所述第二端為連接狀態(tài)，在第一開關(guān)變到斷開狀態(tài)之前使所述控制端與所述第二端為斷開狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面提供了一種有源矩陣基板，包括像素電極；驅(qū)動(dòng)控制單元，包括連接到電源端的第一端，視頻信號(hào)從視頻信號(hào)輸入端加到其上的控制端，以及連接到像素電極并輸出大小具有對應(yīng)于控制端和第一端之間的電壓的驅(qū)動(dòng)電流的第二端；電容器，它有一個(gè)連接到控制端的電極，并能在所述控制端和所述第一端之間保持大小對應(yīng)于視頻信號(hào)的電壓；根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第一開關(guān)，以在信號(hào)寫入期間中使視頻信號(hào)輸入端與所述第二端為連接狀態(tài)，在與信號(hào)寫入期間相鄰的光發(fā)射期間中使視頻信號(hào)輸入端與所述第二端為斷開狀態(tài)；以及根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第二開關(guān)，以在信號(hào)寫入期間中使所述控制端與所述第二端為連接狀態(tài)，在第一開關(guān)變到斷開狀態(tài)之前使所述控制端與所述第二端為斷開狀態(tài)。


圖1是傳統(tǒng)的像素電路的等效電路圖；圖2是示意地表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的有機(jī)EL顯示器的平面圖；圖3是示意地表示能用于圖2所示的有機(jī)EL顯示器的像素中的一例結(jié)構(gòu)的平面圖；圖4是表示圖2所示的有機(jī)EL顯示器的一例驅(qū)動(dòng)方法的定時(shí)圖；圖5是示意地表示圖3所示的像素結(jié)構(gòu)的改進(jìn)的平面圖；圖6是示意地表示可用于第一開關(guān)的一例結(jié)構(gòu)的截面圖；圖7是示意地表示可用于第二開關(guān)的一例結(jié)構(gòu)的截面圖；圖8是示意地表示本發(fā)明第二實(shí)施例的有機(jī)EL顯示器的平面圖；圖9是一例輸入到延時(shí)元件的信號(hào)和從延時(shí)元件輸出的信號(hào)的波形圖；圖10是表示能用于圖8所示的有機(jī)EL顯示器的一例像素電路的等效電路圖；圖11是表示能用于圖8所示的有機(jī)EL顯示器的另一例像素電路的等效電路圖；以及圖12是表示能用于圖8所示的有機(jī)EL顯示器的又一例像素電路的等效電路圖。
具體實(shí)施例方式
參看

本發(fā)明的實(shí)施例。在下述的實(shí)施例中，作為例子，本發(fā)明應(yīng)用于一個(gè)有機(jī)EL顯示器中。
圖2示意地表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的有機(jī)EL顯示器的平面圖。圖3示意地表示能用于圖2所示的有機(jī)EL顯示器的像素中的一例結(jié)構(gòu)的平面圖。
有機(jī)EL顯示器1包括由玻璃制成的絕緣基板10。多個(gè)像素布陣成矩陣形，驅(qū)動(dòng)像素的驅(qū)動(dòng)電路配置在基板10上。
驅(qū)動(dòng)電路包括視頻信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器11，掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器12，連接到視頻信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器11的視頻信號(hào)線35，用作連接到掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器12的掃描信號(hào)線的控制線36，第一電源線31，及第二電源線34。這些驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)控制信號(hào)YST、YCLK、XST、和XCLK，電源電位Vdd和Vss，以及外部提供的數(shù)據(jù)信號(hào)Iin，驅(qū)動(dòng)像素電路。
每一像素包括顯示單元20和驅(qū)動(dòng)顯示單元20的像素電路。像素電路和顯示單元20串聯(lián)連接在電位設(shè)定為Vdd的第一電源端和電位設(shè)定為Vss的第二電源端之間。第一和第二電源端分別連接到第一電源線31和第二電源線34。設(shè)定電位Vdd高于電位Vss。
顯示單元20包括一對互相面對的電極和插在它們之間的有源層。“有源層”此處是其光學(xué)特性如亮度或透射性隨電極間所加電壓而變化的層。本例中，顯示單元20是有機(jī)EL元件并作為有源層而具有包括光發(fā)射層的有機(jī)層。
像素電路包括驅(qū)動(dòng)控制元件30，電容器38，第一開關(guān)37，第二開關(guān)32，及第三開關(guān)33。作為驅(qū)動(dòng)控制元件30和開關(guān)37、32和33，例如可用第一導(dǎo)通型的場效應(yīng)晶體管。本例中p-溝道薄膜晶體管用作驅(qū)動(dòng)控制元件30和開關(guān)37、32和33。
第一端即驅(qū)動(dòng)控制元件30的源極連接到設(shè)定為電位Vdd的第一電源端。電容器38的一個(gè)電極連接到控制端即驅(qū)動(dòng)控制元件30的柵極。因此，電容器38保持第一端和驅(qū)動(dòng)控制元件30的控制端之間的電位差，它相當(dāng)于視頻信號(hào)。本例中，電容器38連接在第一電源端和驅(qū)動(dòng)控制元件30的控制端之間。第一開關(guān)37連接到視頻信號(hào)輸入端和第二端即驅(qū)動(dòng)控制元件30的漏極之間。視頻信號(hào)輸入端連接到視頻信號(hào)線35。第二開關(guān)32接入驅(qū)動(dòng)控制元件30的柵-漏通路?？刂贫思吹谝婚_關(guān)37和第二開關(guān)32的柵極連接到作為掃描線的控制線36。第三開關(guān)33連接在驅(qū)動(dòng)控制元件30的漏極和顯示元件20的第一電極21之間。
本例中，第一電極21是陽極。顯示元件20的第二電極是連接到設(shè)定為電位Vss的第二電源端的陰極。本例中第一電源端是用作電容器38應(yīng)連接于其上的恒定電位端。電容器38可以連接在另一個(gè)恒定電位端和驅(qū)動(dòng)控制元件30的控制端之間。
在有機(jī)EL顯示器1中，輸入端即包括在每個(gè)像素列中的開關(guān)37的源極連接到該列共用的一條視頻信號(hào)線35上。從視頻信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器11對視頻信號(hào)線35提供信號(hào)電流，作為輸入信號(hào)或視頻信號(hào)Iin。
控制端即包括在每個(gè)像素行中的開關(guān)37和32的柵極連接到該行共用的一條掃描信號(hào)線36上。掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器12對掃描信號(hào)線36依次提供電壓信號(hào)，作為掃描信號(hào)SCAN。
通過從有機(jī)EL顯示器1除去每個(gè)顯示元件20的至少一個(gè)電極和有源層而得到的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一有源矩陣基板。有源矩陣基板包括絕緣基板10，布線諸如視頻信號(hào)線35、掃描信號(hào)線36和電源線，以及像素電路。有源矩陣基板可任意地包括視頻信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器11，掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器12以及顯示元件20的第一電極21。
有機(jī)EL顯示器1中，第一開關(guān)37和第二開關(guān)32可以具有相同分層結(jié)構(gòu)并可同時(shí)形成。第一開關(guān)37和第二開關(guān)32例如是具有采用多晶硅作為半導(dǎo)體層的頂部柵極結(jié)構(gòu)并可同時(shí)形成的薄膜晶體管。
本實(shí)施例中，設(shè)計(jì)第一開關(guān)37和第二開關(guān)32使它們有相同的結(jié)構(gòu)，只不過第一開關(guān)37的溝道長度L1短于第二開關(guān)32的溝道長度L2。于是可得到具有較淺閾值Vth1的第一開關(guān)37和具有較深閾值Vth2的第二開關(guān)32。
作為第一開關(guān)37和第二開關(guān)32，例如使用具有采用多晶硅作為半導(dǎo)體層的頂部柵極結(jié)構(gòu)(共平面結(jié)構(gòu))的薄膜晶體管。第一開關(guān)37和第二開關(guān)32采用相同的分層結(jié)構(gòu)并同時(shí)形成。第一開關(guān)37和第二開關(guān)32的溝道寬度設(shè)定為例如3μm。第一開關(guān)37和第二開關(guān)32的溝道長度分別設(shè)定為例如3μm和4.5μm。因此可得到具有較淺閾值Vth1的第一開關(guān)37和具有較深閾值Vth2的第二開關(guān)32。
在每個(gè)像素電路中第一開關(guān)37和第二開關(guān)32的柵極連接到同一掃描信號(hào)線36。因此，同一控制信號(hào)同時(shí)加到第一開關(guān)37和第二開關(guān)32的柵極。
當(dāng)同一關(guān)斷信號(hào)同時(shí)加到第一開關(guān)37和第二開關(guān)32的柵極時(shí)，具有較深閾值Vth2的第二開關(guān)32比具有較淺閾值Vth1的第一開關(guān)37更早地開始關(guān)斷操作。這樣，在有機(jī)EL顯示器1中，在使第一開關(guān)37為斷開狀態(tài)之前可使第二開關(guān)32為斷開狀態(tài)。
因此，可防止第二開關(guān)32早于第一開關(guān)37執(zhí)行關(guān)斷操作，從而可防止驅(qū)動(dòng)控制元件30的柵-源電壓的任何變化。由于可抑制在灰階性能或平面內(nèi)亮度非均勻性方面的任何下降，故通過采用相對地少的布線數(shù)目可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的顯示特性。
可在不損害其余晶體管、電容器和包括像素電路中的布線的設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第一開關(guān)37和第二開關(guān)32和溝道長度。
可設(shè)計(jì)第三開關(guān)33和驅(qū)動(dòng)控制元件30具有與第一開關(guān)37和第二開關(guān)32幾乎相同的結(jié)構(gòu)。例如，采用第一導(dǎo)通型薄膜晶體管作為驅(qū)動(dòng)控制元件30、和第一至第三開關(guān)37、32、33。它們可以同時(shí)形成。這時(shí)，可用相對少量步驟來形成像素電路。
以下詳述有機(jī)EL顯示器1的運(yùn)作。
圖4示出一例圖2所示的有機(jī)EL顯示器的驅(qū)動(dòng)方法的定時(shí)圖。
掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器12依次地對掃描信號(hào)線36輸出使第一開關(guān)37和第二開關(guān)32為導(dǎo)通狀態(tài)的掃描信號(hào)SCAN。由于布線電阻和電容，掃描信號(hào)SCAN的前沿和后沿是平緩的。例如圖4所示掃描信號(hào)SCAN的電位波形和時(shí)間常數(shù)相一致，是平緩的。
掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器12對第三開關(guān)33的行也依次地輸出使第三開關(guān)33為導(dǎo)通狀態(tài)的控制信號(hào)G。光發(fā)射期間對應(yīng)第三開關(guān)為導(dǎo)通狀態(tài)的期間。本例中對每行執(zhí)行視頻信號(hào)寫入。對某一行執(zhí)行寫入的期間對應(yīng)于另一行的光發(fā)射期間。通常，在信號(hào)寫入期間中，使第三開關(guān)為非導(dǎo)通狀態(tài)，以便使顯示元件20與像素電路電氣地?cái)嚅_。
在寫入期間中，使第一開關(guān)37和第二開關(guān)32為導(dǎo)通狀態(tài)的掃描信號(hào)SCAN被加到掃描信號(hào)線36。因此，使具有較淺閾值Vth1的第一開關(guān)37先為導(dǎo)通狀態(tài)。其次使具有較深閾值Vth2的第二開關(guān)32為導(dǎo)通狀態(tài)。這時(shí)，輸入信號(hào)Iin從視頻信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器11通過視頻信號(hào)線35加到像素電路。更具體地說，對應(yīng)于輸入信號(hào)Iin的驅(qū)動(dòng)電流加到驅(qū)動(dòng)控制元件。因而使驅(qū)動(dòng)控制元件30的柵極電位設(shè)定為對應(yīng)于輸入信號(hào)Iin的值。
此后，從掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器12加到掃描信號(hào)線36的掃描信號(hào)SCAN從導(dǎo)通信號(hào)(使第一開關(guān)37和第二開關(guān)32為導(dǎo)通狀態(tài))變到關(guān)斷信號(hào)(使它們?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài))。因此，具有較深閾值Vth2的第二開關(guān)32先為非導(dǎo)通狀態(tài)。其次，具有較淺閾值Vth1的第一開關(guān)37為非導(dǎo)通狀態(tài)。因此防止了電容器38的任何電荷泄漏。驅(qū)動(dòng)控制元件30的柵極電位保持在對應(yīng)于輸入信號(hào)Iin的值上。
在光發(fā)射期間中，通過對其施加控制信號(hào)G使第三開關(guān)33為導(dǎo)通狀態(tài)。由于驅(qū)動(dòng)控制元件30的柵極電位保持在對應(yīng)于輸入信號(hào)Iin的值上，故幾乎等于輸入信號(hào)的電流流到有機(jī)EL元件20。更具體地說，有機(jī)EL元件20以相當(dāng)于輸入信號(hào)Iin的亮度發(fā)光。
如上所述，本實(shí)施例中使第二開關(guān)的溝道長度L2設(shè)定為長于第一開關(guān)的溝道長度L1。第二開關(guān)32的閾值Vth2深于第一開關(guān)37的閾值Vth1。因而，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)37和第二開關(guān)32的柵極加上同一關(guān)斷信號(hào)時(shí)，可使第二開關(guān)32比第一開關(guān)37更早地進(jìn)入非導(dǎo)通狀態(tài)。因此，根據(jù)本實(shí)施例，可實(shí)現(xiàn)抑制灰階性能或平面內(nèi)亮度的非均勻性下降的有機(jī)EL顯示器1。
上述實(shí)施例中，每個(gè)第一開關(guān)37和第二開關(guān)32在源極和漏極之間具有一個(gè)溝道。但是這些開關(guān)可具有另一種結(jié)構(gòu)。例如，第一開關(guān)37和第二開關(guān)32可采用在源極和漏極間具有多個(gè)溝道的多柵極結(jié)構(gòu)。這時(shí)，當(dāng)?shù)诙_關(guān)32的總溝道長度L2(＝L2’+L2″+…)長于第一開關(guān)37的總溝道長度L1(＝L1’+L1″+…)時(shí)，可得到與上述相同的效果。
圖5示意地表示圖3所示像素結(jié)構(gòu)的修改的平面圖。可在第一開關(guān)37和第二開關(guān)32中的一個(gè)或兩者采用多柵極結(jié)構(gòu)。為抑制關(guān)斷電流對顯示器運(yùn)作的影響，最好在第二開關(guān)32上采用多柵極結(jié)構(gòu)，如圖5所示。
第一開關(guān)37和第二開關(guān)32之間的閾值差較佳是0.2V至1V。這時(shí)，可更可靠地使第二開關(guān)32比第一開關(guān)37更早地進(jìn)入非導(dǎo)通狀態(tài)。
在上述實(shí)施例中，用溝道閾值長度改變第一開關(guān)37和第二開關(guān)32間的閾值。也可用另一方法改變閾值。例如，可用溝道數(shù)改變第一開關(guān)37和第二開關(guān)32之間的閾值。具體地說，當(dāng)?shù)诙_關(guān)32的溝道數(shù)大于第一開關(guān)37的溝道數(shù)時(shí)，第二開關(guān)32的閾值就比第一開關(guān)37的更深，即使它們有相同的總溝道長度。
另一方面，可改變第一開關(guān)37和第二開關(guān)32之間的雜質(zhì)劑量。例如，假設(shè)用p溝道薄膜晶體管作為第一開關(guān)37和第二開關(guān)32。這時(shí)，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)37的溝道中的p型摻雜劑的劑量大于第二開關(guān)32的溝道中的摻雜劑的劑量時(shí)，第二開關(guān)32的閾值就比第一開關(guān)37的閾值更深。
例如通過以下方法可形成有不同摻雜劑劑量的第一開關(guān)37和第二開關(guān)32。在形成薄膜晶體管的正常工藝中，使第一開關(guān)37的溝道區(qū)中的摻雜次數(shù)比第二開關(guān)32的溝道區(qū)中的摻雜次數(shù)來得多。例如，首先將雜質(zhì)摻入第一開關(guān)37和第二開關(guān)32的溝道區(qū)。其次用光致抗蝕劑遮掩第二開關(guān)32的溝道區(qū)。接著再在第一開關(guān)37的溝道區(qū)摻入雜質(zhì)。因此第一開關(guān)37的溝道中摻雜劑的劑量大于第二開關(guān)32的溝道中的p型摻雜劑劑量。
如果用雜質(zhì)劑量來改變第一開關(guān)37和第二開關(guān)32之間的閾值，則這些開關(guān)間的劑量差較好為約1×1011cm-2至5×1011cm-2。這時(shí)可更可靠地使第二開關(guān)32比第一開關(guān)37更早進(jìn)入非導(dǎo)通狀態(tài)。
還可用另一個(gè)方法改變第一開關(guān)37和第二開關(guān)32之間的閾值。
圖6示意地表示一例可用于第一開關(guān)中的結(jié)構(gòu)截面圖。圖7示意地表示一例可用于第二開關(guān)中的結(jié)構(gòu)截面圖。
圖6所示的第一開關(guān)37是頂部柵極p溝道薄膜晶體管。該薄膜晶體管包括一半導(dǎo)體層，其中在它們之間形成源極S、漏極D和溝道Ch。柵極TG形成在柵極絕緣體GI上。柵極TG用中間層絕緣體II覆蓋。源電極SE和漏電極DE形成在中間層絕緣體II上。源電極SE和漏電極DE通過在柵極絕緣體GI和中間層絕緣體II上形成的孔，分別連接源極端S和漏極D。
圖7所示的第二開關(guān)32與圖6所示的第一開關(guān)37具有相同的結(jié)構(gòu)，只不過是絕緣薄膜BI形成在溝道Ch下，背柵極BG形成在絕緣膜BI下。加深第二開關(guān)32的閾值的偏壓加到背柵極BG。例如，第二開關(guān)32的背柵極BG和源極S之間電壓設(shè)定為+0.2V至+1.0V。
當(dāng)圖6和圖7所示的結(jié)構(gòu)分別用到第一開關(guān)37和第二開關(guān)32中時(shí)，第二開關(guān)32的閾值比第一開關(guān)37的閾值更深。這時(shí)也使第二開關(guān)32比第一開關(guān)37更早進(jìn)入非導(dǎo)通狀態(tài)。
圖6的圖7示出頂部柵極薄膜晶體管的例子。作為第一開關(guān)37和第二開關(guān)32，也可用底部柵極薄膜晶體管代替。這時(shí)當(dāng)?shù)诙_關(guān)32采用背部柵極結(jié)構(gòu)時(shí)，第二開關(guān)32的閾值也比第一開關(guān)37的閾值來得深。這里背部柵極意指通過柵極絕緣體和半導(dǎo)體層對著控制端的柵極。
第一實(shí)施例中所述的各項(xiàng)技術(shù)可互相結(jié)合。即，可結(jié)合兩種或多種改變第一開關(guān)37和第二開關(guān)32之間閾值的方法，即利用溝道長度的方法、利用溝道數(shù)的方法、利用雜質(zhì)劑量的方法以及利用背部柵極結(jié)構(gòu)的方法。
第一實(shí)施例中，為使第二開關(guān)32早于第一開關(guān)37進(jìn)入非導(dǎo)通狀態(tài)，改變第一開關(guān)37和第二開關(guān)32之間的閾值。開關(guān)中的時(shí)間延遲也可用另一種方法來保證。
圖8示意地表示本發(fā)明第二實(shí)施例的有機(jī)EL顯示器的平面圖。
一種有機(jī)EL顯示器1，除了下述結(jié)構(gòu)以外，具有與圖1所示的有機(jī)EL顯示器1相同的結(jié)構(gòu)。圖8所示的有機(jī)EL顯示器1，第一開關(guān)37和第二開關(guān)32有相同的結(jié)構(gòu)。此外，在該顯示器1中，第一開關(guān)37的控制端通過延時(shí)元件39連接到掃描信號(hào)線36。第二開關(guān)32的控制端直接連接到掃描信號(hào)線36。圖8所示的有機(jī)EL顯示器1可參考圖4的第一實(shí)施例所述的方法來驅(qū)動(dòng)。
圖9是表示一例輸入到延時(shí)元件的信號(hào)和從延時(shí)元件輸出的信號(hào)的波形圖。
延時(shí)元件39起第一開關(guān)37的延時(shí)轉(zhuǎn)換作用。例如圖9所示，延時(shí)元件39使對其輸入的掃描信號(hào)SCAN的前沿和后沿平緩和輸出掃描信號(hào)SCAN到第一開關(guān)37的控制端。另一方面，與輸入到延時(shí)元件39相同的掃描信號(hào)SCAN被加到第二開關(guān)32的控制端。因此，如果第一開關(guān)37的閾值幾乎與第二開關(guān)32的閾值相等，當(dāng)關(guān)斷信號(hào)從掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器12加到掃描信號(hào)線36時(shí)，使第二開關(guān)32比第一開關(guān)37更早進(jìn)入非導(dǎo)通狀態(tài)。
如上所述，圖8所示的有機(jī)EL顯示器1，可使第二開關(guān)32比第一開關(guān)37更早進(jìn)入非導(dǎo)通狀態(tài)。因此，根據(jù)本實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)抑制灰階性能或平面內(nèi)亮度非均勻性的任何下降的有機(jī)EL顯示器1。
可用各種元件作為延時(shí)元件39。
圖10是可用于圖8所示的有機(jī)EL顯示器的一例像素電路的等效電路圖。
在該像素電路中，阻性元件39R用作延時(shí)元件39。這時(shí)如圖9所示，加到第一開關(guān)37的控制端的信號(hào)從加到第二開關(guān)32的控制端的信號(hào)上延時(shí)。
作為阻性元件39R例如可用多晶硅層。用作阻性元件39R的多晶硅層可與驅(qū)動(dòng)控制元件30和各種開關(guān)的多晶硅層同時(shí)形成。
對阻性元件39R，例如可用n+型多晶硅層、p+型多晶硅層或i型多晶硅層作為多晶硅層。在這些多晶硅層中，i型多晶硅層具有最高的阻性。因此，當(dāng)采用i型多晶硅層時(shí)，即使阻性元件39R的尺寸小，第一開關(guān)37的轉(zhuǎn)換也能從第二開關(guān)32的轉(zhuǎn)換上有足夠的延時(shí)。例如，阻性元件39R的面積可大約為400μm2至1000μm2。
圖11表示另一例可用于圖8所示的有機(jī)EL顯示器中的像素電路的等效電路。
在該像素電路中用一個(gè)二極管39D作為延時(shí)元件39，它從第一開關(guān)37的控制端對掃描信號(hào)線36提供正向電流。該像素電路中當(dāng)掃描信號(hào)SCAN跌落時(shí)，正向電流流過二極管39D。因此，導(dǎo)通信號(hào)加到第一開關(guān)37的控制端而沒有任何延時(shí)或從掃描信號(hào)的后沿上有小的延時(shí)。當(dāng)掃描信號(hào)SCAN上升時(shí)，二極管39D被加上反向偏置，使漏電流流過該二極管39D。因此，關(guān)斷信號(hào)加到第一開關(guān)37的控制端時(shí)存在從掃描信號(hào)SCAN前沿的延時(shí)。這就是說，即使在圖11的像素電路中，加到第一開關(guān)37的控制端的關(guān)斷信號(hào)從加到第二開關(guān)32的控制端的關(guān)斷信號(hào)上有了延時(shí)。
二極管39D例如可用成二極管連接的薄膜晶體管。本例中，如圖11所示，p溝道薄膜晶體管用作二極管39D，它連接在掃描信號(hào)線36和第一開關(guān)37的控制端之間，其柵極與其漏極相連。如此連接的晶體管39D起二極管作用。當(dāng)采用作二極管連接的薄膜晶體管用作二極管39D時(shí)，它可與驅(qū)動(dòng)控制元件30和各種開關(guān)同時(shí)形成。
圖12是又一例可用在圖8所示有機(jī)EL顯示器中的像素電路的等效電路圖。在該像素電路中，采用第一二極管39D1和第二二極管39D2作為延時(shí)元件39。二極管39D1和二極管39D2并聯(lián)連接在第一開關(guān)37的控制端和第二開關(guān)32的控制端之間。此外，第一二極管39D1的正向與第二二極管的反轉(zhuǎn)。
在該像素電路中，當(dāng)掃描信號(hào)SCAN跌落時(shí)，正向電流流過第一二極管39D1。具體地說，在掃描信號(hào)SCAN的后沿處導(dǎo)通信號(hào)加到第一開關(guān)37的控制端上。當(dāng)掃描信號(hào)SCAN上升時(shí)，正向電流流過第二二極管39D2。把第二二極管39D2的正向電阻設(shè)定成使關(guān)斷信號(hào)加到第一開關(guān)37的控制端而有從掃描信號(hào)SCAN前沿的延時(shí)。當(dāng)如此設(shè)定二極管39D1和39D2時(shí)，加到第一開關(guān)37控制端的關(guān)斷信號(hào)從加到第二開關(guān)32的控制端的關(guān)斷信號(hào)上延時(shí)。
在圖12的像素電路中，根據(jù)第一二極管39D1的正向電阻可調(diào)整要加到第一開關(guān)37的控制端的導(dǎo)通信號(hào)的延遲時(shí)間。另外，在該像素電路中，根據(jù)第二二極管39D2的正向電阻可調(diào)整要加到第一開關(guān)37的控制端的關(guān)斷信號(hào)的延遲時(shí)間。即關(guān)斷信號(hào)的延遲時(shí)間可獨(dú)立于導(dǎo)通信號(hào)的延遲時(shí)間予以設(shè)定。因此當(dāng)在像素電路中用圖12的結(jié)構(gòu)時(shí)，可能以較高的自由度來設(shè)計(jì)。
作為二極管39D1和39D2，例如可用成二極管連接的薄膜晶體管。該例中，如圖12所示，用p溝道薄膜晶體管作為第一二極管39D1，連接在掃描信號(hào)線36和第一開關(guān)37的控制端之間，其柵極接到其漏極上。此外，用p溝道薄膜晶體管作為第二二極管39D2，連接在掃描信號(hào)線36和第一開關(guān)37的控制端之間，其柵極接到其源極上。如此連接的晶體管39D1和39D2起二極管作用，其正向互相倒轉(zhuǎn)。當(dāng)成二極管連接的薄膜晶體管用作二極管39D1和39D2時(shí)，它們可與驅(qū)動(dòng)控制元件30和各種開關(guān)同時(shí)形成。
第二實(shí)施例中所述的各種技術(shù)可互相結(jié)合。例如包括串聯(lián)連接的阻性元件39R的二極管39D的結(jié)構(gòu)可用作延時(shí)元件39?；蛘?，包括阻性元件39R的與阻性元件39R并聯(lián)連接的二極管39D1和39D2可用作延時(shí)元件39。
可以互相組合上述的第二和第一實(shí)施例的技術(shù)。具體地說，可如第一實(shí)施例中所述改變第一開關(guān)37和第二開關(guān)32之間的閾值，同時(shí)在像素電路中可安排第二實(shí)施例中所述的延時(shí)元件39。
對業(yè)內(nèi)技術(shù)熟練的人士來說，將容易實(shí)現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)和修改。因此，具有較寬方面的本發(fā)明不局限于此處所述的具體細(xì)節(jié)和代表性的實(shí)施例。因此在不偏離如所附的權(quán)利要求及其等效體所限定的一般發(fā)明性概念的精神或范圍，可作出各種各樣的修改。
權(quán)利要求
1.一種有源矩陣有機(jī)EL顯示器，其特征在于包括驅(qū)動(dòng)控制單元，包括連接到第一電源端的第一端，視頻信號(hào)從視頻信號(hào)輸入端加到其上的控制端，以及輸出其大小對應(yīng)于控制端和第一端之間的電壓的驅(qū)動(dòng)電流的第二端；有機(jī)EL元件，連接在所述第二端和第二電源端之間；電容器，它有一個(gè)連接到控制端的電極，并能在所述控制端和所述第一端之間保持大小對應(yīng)于視頻信號(hào)的電壓；根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第一開關(guān)，以在信號(hào)寫入期間中使視頻信號(hào)輸入端與所述第二端為連接狀態(tài)，并在與信號(hào)寫入期間相鄰的光發(fā)射期間中使視頻信號(hào)輸入端與所述第二端為斷開狀態(tài)；以及根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第二開關(guān)，以在信號(hào)寫入期間中使所述控制端與所述第二端為連接狀態(tài)，在第一開關(guān)變到斷開狀態(tài)之前使所述控制端與所述第二端為斷開狀態(tài)。
2.一種有源矩陣有機(jī)EL顯示器，其特征在于，包括驅(qū)動(dòng)控制單元，包括連接到第一電源端的第一端，控制端，以及輸出其大小對應(yīng)于控制端和第一端之間的電壓的驅(qū)動(dòng)電流的第二端；有機(jī)EL元件，連接在所述第二端和第二電源端之間；電容器，連接在恒定電位端和所述控制端之間；第一開關(guān)，連接在視頻信號(hào)輸入端與所述第二端之間；以及第二開關(guān)，連接在所述控制端和所述第二端之間，其中控制第一開關(guān)轉(zhuǎn)換的控制端連接到控制第二開關(guān)轉(zhuǎn)換的控制端，第一開關(guān)的閾值淺于第二開關(guān)的閾值。
3.如利要求1或2所述的顯示器，其特征在于，所述第一開關(guān)和第二開關(guān)是第一導(dǎo)通型的薄膜晶體管。
4.如權(quán)利要求3所述的顯示器，其特征在于，第二開關(guān)的溝道長度長于第一開關(guān)的溝道長度。
5.如權(quán)利要求3所述的顯示器，其特征在于，第二開關(guān)具有多柵極結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求3所述的顯示器，其特征在于，溝道區(qū)中第一導(dǎo)通型雜質(zhì)的濃度，第一開關(guān)中的高于第二開關(guān)中的。
7.如權(quán)利要求3所述的顯示器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制元件是第一導(dǎo)通型的薄膜晶體管。
8.如權(quán)利要求1或2所述的顯示器，其特征在于，第一開關(guān)的閾值和第二開關(guān)的閾值之間的差的絕對值是0.2V-1V。
9.一種有源矩陣有機(jī)EL顯示器，其特征在于包括驅(qū)動(dòng)控制單元，包括連接到第一電源端的第一端，控制端，以及輸出其大小對應(yīng)于控制端和第一端之間的電壓的驅(qū)動(dòng)電流的第二端；有機(jī)EL元件，連接在所述第二端和第二電源端之間；電容器，連接到恒定電位端和所述控制端之間；延時(shí)元件，包括連接到控制信號(hào)輸入端的輸入端和輸出由控制信號(hào)輸入端所加的控制信號(hào)的輸出端；第一開關(guān)，連接在視頻信號(hào)輸入端與所述第二端之間；以及第二開關(guān)，連接在所述控制端和所述第二端之間，其中控制第一開關(guān)轉(zhuǎn)換的控制端連接到輸出端，控制第二開關(guān)轉(zhuǎn)換的控制端連接到控制信號(hào)輸入端。
10.如權(quán)利要求9所述的顯示器，其特征在于，所述延時(shí)元件是阻性元件。
11.如權(quán)利要求10所述的顯示器，其特征在于，所述阻性元件是含有雜質(zhì)的多晶硅層。
12.如權(quán)利要求9所述的顯示器，其特征在于，所述延時(shí)元件是連接在控制信號(hào)輸入端和第一開關(guān)的控制端之間的二極管。
13.如權(quán)利要求9所述的顯示器，其特征在于，所述延時(shí)元件包括并聯(lián)連接在控制信號(hào)輸入端和第一開關(guān)的控制端之間的第一和第二二極管，第一二極管的正向與第二二極管的正向倒轉(zhuǎn)。
14.種在其上形成有機(jī)EL元件的有源矩陣基板，其特征在于包括驅(qū)動(dòng)控制單元，包括連接到電源端的第一端，視頻信號(hào)從視頻信號(hào)輸入端加到其上的控制端，以及連接到有機(jī)EL元件并輸出其大小對應(yīng)于控制端和第一端之間的電壓的驅(qū)動(dòng)電流的第二端；電容器，它有一個(gè)連接到控制端的電極，并能在所述控制端和所述第一端之間保持大小對應(yīng)于視頻信號(hào)的電壓；根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第一開關(guān)，以在信號(hào)寫入期間中使視頻信號(hào)輸入端與所述第二端為連接狀態(tài)，在與信號(hào)寫入期間相鄰的光發(fā)射期間中使視頻信號(hào)輸入端與所述第二端為斷開狀態(tài)；根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第二開關(guān)，以在信號(hào)寫入期間中使所述控制端與所述第二端為連接狀態(tài)，在第一開關(guān)變到斷開狀態(tài)之前使所述控制端與所述第二端為斷開狀態(tài)。
15.一種有源矩陣基板，其特征在于包括像素電極；驅(qū)動(dòng)控制單元，包括連接到電源端的第一端，視頻信號(hào)從視頻信號(hào)輸入端加到其上的控制端，以及連接到像素電極并輸出其大小對應(yīng)于控制端和第一端之間的電壓的驅(qū)動(dòng)電流的第二端；電容器，它有一個(gè)連接到控制端的電極，并能在所述控制端和所述第一端之間保持大小對應(yīng)于視頻信號(hào)的電壓；根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第一開關(guān)，以在信號(hào)寫入期間中使視頻信號(hào)輸入端與所述第二端為連接狀態(tài)，在與信號(hào)寫入期間相鄰的光發(fā)射期間中使視頻信號(hào)輸入端與所述第二端為斷開狀態(tài)；以及根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第二開關(guān)，以在信號(hào)寫入期間中使所述控制端與所述第二端為連接狀態(tài)，在第一開關(guān)變到斷開狀態(tài)之前使所述控制端與所述第二端為斷開狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供有源矩陣有機(jī)EL顯示器(1)，包括驅(qū)動(dòng)控制單元(30)，它包括連接到電源端(31)的第一端，控制端，以及第二端；有機(jī)EL元件，連接在所述第二端和第二電源端(34)之間；電容器(38)，連接到控制端；根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第一開關(guān)(37)，以在信號(hào)寫入期間中使視頻信號(hào)輸入端(35)與所述第二端為連接狀態(tài)，在光發(fā)射期間中使它們?yōu)閿嚅_狀態(tài)；根據(jù)掃描信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)換的第二開關(guān)(32)，以在信號(hào)寫入期間中使所述控制端與所述第二端為連接狀態(tài)，在第一開關(guān)變到斷開狀態(tài)之前使它們?yōu)閿嚅_狀態(tài)。
文檔編號(hào)G09G3/20GK1711577SQ200380103400
公開日2005年12月21日 申請日期2003年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月20日
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