具有像素的电致发光显示装置及驱动该装置的像素的方法制造方法及图纸

技术编号:3029730 阅读:140 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
有源矩阵电致发光显示装置具有利用连接在显示元件(2)的阳极和电源线(26)之间的非晶硅或微晶硅驱动NMOS晶体管(22)的像素。存储电容器(24)连接在显示元件的阳极和驱动晶体管(22)的栅极之间。非晶硅或微晶硅第二驱动NMOS晶体管(30)向显示元件(2)的阳极供给保持电压。此配置能够使晶体管栅极驱动电压被存储在存储电容器上的同时,保持显示元件两端的电压。这样能够利用NMOS晶体管实现精确的电流源像素电路。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电致发光显示装置,尤其涉及具有与每个像素相关的薄膜开关晶体管的有源矩阵显示装置。采用电致发光、发光、显示元件的矩阵显示装置是公知的。显示元件可以包括例如采用聚合物材料的有机薄膜电致发光元件,或是利用传统的III-V族半导体化合物的发光二极管(LED)。有机电致发光材料、尤其是聚合物材料的最近发展已经证明了它们在视频显示装置中的实用性。这些材料典型地包括夹置在一对电极之间的一层或多层半导体共轭聚合物,其中一层是透明的,其它层是适于把空穴或电子注入到聚合物层中的材料。聚合物材料可以利用CVD工艺或是简单地通过利用可溶共轭聚合物的旋覆技术制作。也可以采用喷墨打印。有机电致发光材料显示出二极管类的I-V特性,使得它们既能够提供显示功能又能够提供开关功能,并因此可以用在无源型显示器中。可替换地,这些材料可以用于有源矩阵显示装置,每个像素包括显示元件和控制通过显示元件的电流的开关装置。此类显示装置具有电流寻址的显示元件,以致于常规的模拟驱动方案包括向显示元件供给可控的电流。已知提供电流源晶体管作为像素结构的一部分,栅极电压供给决定流经显示元件的电流的电流源晶体管。存储电容保持寻址相位之后的栅电压。但是,穿过基底的不同晶体管特性引起栅极电压和源-漏极电流之间不同的关系,并且在显示的图象结果中产生伪影(artefact)。极低的电子迁移率和阈值电压随时间的变化禁止了非晶硅TFT在有源矩阵像素中的使用。作为低迁移率的结果,非晶硅不能用于实现PMOS TFT。因而像素电路中使用只有NMOS的晶体管限制了非晶硅的利用。TFT阵列技术的发展被液晶显示器中该阵列的广泛使用所推动。实际上,在改进用于形成平板液晶显示器的开关晶体管的薄膜晶体管(TFT)阵列方面人们表现出了很大的兴趣。氢化非晶硅目前被用作有源矩阵液晶显示器中薄膜晶体管(TFT)的有源层。这是因为它可以通过等离子增强的化学气相沉积(PECVD)沉积在大面积上的均匀薄层中。但是,上述极低的载流子迁移率降低了器件的开关速度并防止了这些晶体管在显示驱动器电路中的使用。非晶硅TFT也较不稳定,因为占空比较低,只可用于显示器应用。对于较高速的驱动器电路需要晶体硅,其对于显示装置中的驱动电路板和显示板都是必需的,晶体硅互连在这两类电路之间。微晶硅TFT已被提议作为可适用于液晶驱动器电路和像素晶体管的技术。这一提议是由把驱动器电路集成到与液晶显示器的有源板同一基底上的期望所驱使的。但是,也不可能用微晶硅形成合适的PMOSTFT,以致于在像素电路的设计中存在同样的限制。附图说明图1表示有源矩阵寻址的电致发光显示装置的已知像素电路。显示装置包括具有规律间隔的像素的行和列矩阵阵列的板,该规律间隔的像素用块1表示并且包括电致发光显示元件2以及相关的开关装置,该开关装置位于行(选择)和列(数据)寻址导体4和6交叉组的交点处。为了简单起见,图中只示出了几个像素。实际上可以有几百个像素行和列。像素1通过外围驱动电路的行和列寻址导体组被寻址,其中外围驱动电路包括行、扫描、驱动器电路8和与各组导体的端部连接的列、数据、驱动器电路9。电致发光显示元件2包括有机发光二极管,此处用二极管元件(LED)代表并且包括一对电极,电极之间夹置一个或多个有机电致发光材料的有源层。阵列的显示元件与相关的有源矩阵电路一起承载在绝缘支撑体的一侧上。显示元件的阴极或阳极由透明的导电材料形成。支撑体为透明材料,如玻璃,显示元件2的最接近基底的电极可以由透明的导电材料如ITO组成,使得由电致发光层产生的光透过这些电极和支撑体传输,从而使其对于支撑体另一侧的观众来说是可见的。典型地,有机电致发光材料层的厚度处于100nm和200nm之间。欧洲专利EP-A-0717446中给出并描述了可用于元件2的合适的有机电致发光材料的典型例子。也可以采用WO 96/36959中所述的共轭聚合物材料。图2以简化的示意性形式表示已知像素和驱动电路配置。每个像素1包括EL显示元件2和相关的驱动器电路。驱动器电路有一个由行导体4上的行寻址脉冲导通的寻址晶体管16。当寻址晶体管16导通时,列导体6上的电压可以传到其余的像素。特别是,寻址晶体管16给电流源20供给列导体电压,该电流源20包括驱动晶体管22和存储电容器24。列电压提供给驱动晶体管22的栅极,甚至在行寻址脉冲结束后栅极仍由存储电容器24保持在此电压。此电路中的驱动晶体管22用作PMOS TFT,以致于存储电容器24保持栅极-源极电压固定。这导致固定的源极-漏极电源流过晶体管,因此提供理想的像素电流源工作。用NMOS器件(会被要求能够实现非晶硅或微晶硅)来代替驱动晶体管22不能提供像素电路的正确工作,因为栅极-源极电压将依赖于显示元件2(连接到NMOS TFT源极)的阳极电压。因此电容器不能按照需要保持栅极-源极电压恒定。另外,希望维持LED阳极侧上的电路,因为很难模制阴极金属,以致于不适于简单地反转电路以允许驱动晶体管象NMOS器件一样工作。根据本专利技术,提供了一种包括显示像素阵列的有源矩阵电致发光显示装置,每个像素包括电致发光显示元件;连接在显示元件的阳极和电源线之间的非晶硅或微晶硅第一驱动NMOS晶体管;显示元件的阳极和驱动晶体管的栅极之间的存储电容器;和用于向显示元件的阳极供给保持电压的非晶硅或微晶硅第二驱动NMOS晶体管。此配置能够保持显示元件两端的电压,同时晶体管栅极驱动电压存储在存储电容器上。当驱动晶体管为NMOS器件时,源极连接到显示元件的阳极,以致于此配置具有将晶体管源极电压保持在已知电平的作用,同时将驱动电压存储在存储电容器上。这样能够利用NMOS晶体管实现精确的电流源像素电路。优选的是第二驱动晶体管连接在电源线和显示元件的阳极之间。通过这种方式,电源线可以供给保持电压和用于驱动显示元件的驱动电压。可替换地,可以在第二电源线和显示元件的阳极之间连接第二驱动晶体管。此第二电源线可以在阵列行中的像素之间共享。第一驱动晶体管的栅极可以通过由行导体驱动的寻址晶体管耦合到例如列导体的数据信号线。像素驱动信号由此以已知的方式耦合到像素。第一和第二驱动晶体管(以及电路中所有的其它晶体管)优选的是微晶硅TFT,其包括非晶硅矩阵中40nm-140nm大小的硅晶体。这些晶体管具有提高的载流子迁移率并仍可以利用PECVD工艺沉积。如果晶体足够大,则比非晶硅层增强了延伸态的导电性并增大了迁移率大约10倍。本专利技术还提供了一种驱动有源矩阵电致发光显示装置的方法,其中有源矩阵电致发光显示装置包括显示像素阵列,每个显示像素具有电致发光显示元件,该方法包括通过经由第一非晶硅或微晶硅NMOS晶体管施加保持电压来保持显示元件两端的电压,保持电压保持第二非晶硅或微晶硅NMOS晶体管的源电压;在保持显示元件两端电压的同时,在连接于第二晶体管的栅极和源极之间的存储电容器上存储理想的栅极-源极电压,栅极-源极电压对应于用于驱动显示元件的理想的源极-漏极电流;从显示元件中除去保持电压;和驱动理想的源极-漏极电流经过电致发光显示元件。在此方法中,施加保持电压,使得驱动晶体管的源极保持在固定电势,以致于可以在存储电容器上精确地存储理想的栅极-源极电压。然后通过对第二晶体管施加第一电源电压而驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括显示像素(1)的阵列的有源矩阵电致发光显示装置,每个像素包括:电致发光显示元件(2);连接在显示元件(2)的阳极和电源线(26)之间的非晶硅或微晶硅第一驱动NMOS晶体管(22);显示元件(2)的阳极和第一驱动晶体管(22)的栅极之间的存储电容器(24);和用于向显示元件(2)的阳极供给保持电压的非晶硅或微晶硅第二驱动NMOS晶体管(30)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:MJ蔡尔兹DA菲什JR赫克托尔
申请(专利权)人:皇家飞利浦电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:NL[荷兰]

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