[發明專利]半導體集成電路及其驅動方法

有效

• 申請號: 201210294941.1
• 申請日: 2003-03-06
• 公開（公告）號: CN102831858A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 木村肇;小山潤
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: G09G3/32
• 分類號: G09G3/32
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;王忠忠

技術領域

本發明涉及用于半導體集成電路及其驅動方法的技術。本發明也涉及一種發光器件，該發光器件在其驅動電路部分和象素部分中含有本發明的半導體集成電路；特別是，本發明涉及一種有源矩陣發光器件，它含有本發明的半導體集成電路作為驅動電路部分中的信號線驅動電路，它含有排列形成矩陣圖案的多個象素，每個象素含有開關元件和發光元件。

背景技術

最近幾年，開發使用自發光發光元件的發光器件已經取得進展。好好利用例如高質量圖象，薄和重量輕的優點，這些發光器件可以廣泛用于移動電話和個人計算機的顯示屏。特別是，使用發光元件的發光器件的特征在于它們對動畫顯示有合適的快速響應速度，以及低電壓和低功耗驅動。因此，使用發光元件的這些發光器件期望廣泛用于各種目的，包括新一代移動電話和個人數字助理(PDA)，并正在引起注意作為下一代顯示器。

發光器件的一個實例是有一個陽極和一個陰極的有機發光二極管(OLED)。它具有在上述陽極和陰極之間夾有有機化合物層的結構。有機化合物層通常有疊層結構，可由Eastman?Kodak?Company的Tang提出的″空穴輸運層，發光層和電子輸運層″的疊層結構表示。

為了使發光元件發射光，驅動發光元件的半導體器件是由有大的導通電流的多晶硅(polysilicon)(多晶硅)形成的。流入發光元件的電流量和發光元件的亮度互相成正比，由此，發光元件發光強度與流到有機化合物層的電流量有關。作為驅動發光元件的半導體器件，使用多晶硅形成的多晶硅晶體管。

然而，使用有發光元件的發光器件顯示多灰度級的圖象時，可以給出驅動器件的方法，例如模擬灰度級法(模擬驅動法)，或數字灰度級法(數字驅動法)。兩者的差別在于，它們控制發光元件處于發光或不發光狀態的方法。前者，模擬灰度級法利用控制流入發光元件的電流由此得到灰度級的模擬方法。后者，數字灰度級法，利用其中發光元件只能在兩種狀態驅動，即開態(幾乎100％發光)和關態(幾乎0％發光)。

另外，利用發光元件為實例，提出電流輸入法，借助可以劃分輸入發光器件的信號類型。在這種電流輸入法中，可以假設控制流入發光元件的電流量，而不受驅動發光元件的TFT的影響。

電流輸入法可應用上述的模擬灰度級法和數字灰度級法。電流輸入法是一種方法，其中輸入到象素的視頻信號是一個電流，而發光元件的發光可以依照流入發光元件的輸入視頻信號(電流)的電流控制。

下面，參照圖14解釋使用發光器件的電流輸入法和由此的驅動方法的一個象素的電路結構的實例。在圖14中，一個象素具有信號線1401，第一到第三掃描線1402到1404，電源線1405，晶體管1406到1409，電容器元件1410和發光元件1411。電流源電路1412提供給信號線。

晶體管1406的柵電極連接到第一掃描線1402。晶體管1406的第一電極連接到信號線1401，而它的第二電極連接到晶體管1407的第一電極、晶體管1408的第一電極和晶體管1409的第一電極。晶體管1407的柵電極連接到第二掃描線1403。晶體管1407的第二電極連接到晶體管1408的柵電極。晶體管1408的第二電極連接到電流線1405。晶體管1409的柵電極連接到第三掃描線1404。晶體管1409的第二電極連接到發光元件1411的電極之一。電容器元件1410連接在晶體管1408的柵電極和第二電極之間，以保持晶體管1408的柵源電壓。電流線1405和發光元件1411的陰極接收一個給定電位，以保持相互間的電位差。

下面描述從視頻信號寫到光發射的操作。首先，脈沖輸入到第一掃描線1402和第二掃描線1403，使晶體管1406和1407導通。在這一點流入信號線1401的信號電流用I_data表記，并由電流源電路1412供電。

晶體管1406剛剛導通后，在電容器元件1410上還沒有電荷保存，因此晶體管1408保持在關態。換言之，這時只有在電容器元件1410上已經積累的電荷引起的電流在流動。

其后，電荷慢慢積累在電容器元件1410上，引起兩個電極之間的電位差。當電極間的電位差達到晶體管1408的閾值Vth時，晶體管1408導通產生電流流動。然后流入電容器元件1410的電流慢慢減少。然而，減少的電流并不會停止在電容器元件1410上進行的電荷積累。