[發明專利]像素電路、顯示裝置以及制造像素電路的方法

無效

• 申請號: 200710187066.6
• 申請日: 2007-11-19
• 公開（公告）號: CN101246667A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 飯田幸人;內野勝秀
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: G09G3/30
• 分類號: G09G3/30;G09G3/32;H01L27/32;H01L51/50;G09F9/33
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 彭久云;馬高平

技術領域

本發明涉及一種像素電路、一種有源矩陣型顯示裝置以及制造該像素電路的方法，該像素電路包括有機電致發光(EL，Electroluminescence)發光元件等。

背景技術

在圖像顯示裝置中，例如液晶顯示器，大量的像素以矩陣形式布置，對于每個像素按照要顯示的圖像的信息控制發光強度，由此顯示圖像。

雖然對于有機EL顯示器等也具有相同的情況，但有機EL顯示器是所謂的在每個像素電路具有發光元件的發光顯示器，例如與液晶顯示器相比具有提供更高的圖像可視性(viewability)、消除了對背光的需要且具有更高的響應速度的優點。

另外，有機EL顯示器很大地區別于液晶顯示器等之處在于每個發光元件的亮度由通過該發光元件的電流值控制，并因此獲得顏色灰度(colorgradation)，即在于發光元件是電流控制型的。

如在液晶顯示器中，也有簡單矩陣系統和有源矩陣系統作為有機EL顯示器的可能的驅動系統。前者具有簡單結構，但表現出問題，包括例如難于實現大的高清晰度顯示器。因此已經積極開發了有源矩陣系統，其由設置在像素電路內的有源元件或典型的薄膜晶體管(TFT，Thin?Film?Transistor)控制流過像素電路內的發光元件的電流。

圖1是示出普通的有機EL顯示裝置的配置的方框圖。

如圖1所示，這個顯示裝置1包括：像素陣列單元2，具有以m×n矩陣方式布置的像素電路(PXLC)2a；水平選擇器(HSEL)3；寫入掃描器(WSCN)4；信號線(數據線)SGL1至SGLn，由水平選擇器3選擇并提供有對應于亮度信息的數據信號；以及掃描線WSL1至WSLm，由寫入掃描器4選擇和驅動。

順便提及，水平選擇器3和寫入掃描器4可以形成在多晶硅上，或由MOSIC等形成在像素的周邊上。

圖2是示出圖1中的像素電路2a的配置的實例的電路圖(例如見美國專利No.5,684,365和日本專利公開No.平8-234683)。

圖2的像素電路具有在已經提出的大量的電路中的簡單電路配置，并是所謂的雙晶體管驅動系統的電路。

圖2的像素電路2a包括p溝道薄膜場效應晶體管(下文稱為TFT)11和TFT?12，電容器C11以及作為發光元件的有機EL發光元件(OLED)13。在圖2中，SGL指示信號線，而WSL指示掃描線。

有機EL發光元件在很多情況下具有整流特性，并因此稱為OLED(有機發光二極管)。雖然二極管的符號用于圖2和其它的圖中的發光元件，但是整流特性對于在下面描述中的OLED不是必須的。

在圖2中，TFT?11的源極連接至電源電位Vcc。發光元件13的陰極接地電位GND。圖2的像素電路2a的操作如下：

步驟ST1：

當掃描線WSL設置為選擇的狀態(在這種情況是低電平)，且寫入電位Vdata施加到信號線SGL，TFT?12將電容器C11的充電和放電，且TFT?11的柵極電位變為寫入電位Vdata。

步驟ST2：

當掃描線WSL設置為非選擇狀態(在這種情況是高電平)，信號線SGL和TFT?11彼此電切斷。然而，TFT?11的柵極電位由電容器C11穩定地保持。

步驟ST3：

流過TFT?11和發光元件13的電流具有對應于TFT?11的柵極-至-源極電壓Vgs的值，且發光元件13持續以對應于電流值的亮度發光。

如上述步驟ST1中選擇掃描線WSL和將提供至數據線的亮度信息傳輸至像素內部的操作將在下文稱為“寫入”。

如上所述，一旦寫入電位Vdata寫入圖2的像素電路2a中，發光元件13持續以恒定的亮度發光直到寫入電位Vdata被下一次重寫。

如上所述，在像素電路2a中，流過發光元件13的電流值通過改變施加到作為驅動晶體管的TFT?11的柵極的電壓來控制。

在此時，p溝道驅動晶體管的源極連接至電源電位Vcc，且TFT?11在所有時間在飽和區域中操作。因此TFT?11是具有由下面的公式1表達的值的恒流源。

(公式1)

Ids＝1/2·μ(W/L)Cox(Vgs-|Vth|)²...(1)

這里μ指示載流子遷移率，Cox指示單位面積的柵極電容，W指示柵極寬度，L指示柵極長度，Vgs指示TFT?11的柵極-至-源極電壓，以及Vth指示TFT11的閾值電壓。