具有带有自举电容器的开光电路的阵列器件制造技术

一种阵列器件具有在每一像素中的开关电路，其用于选择性地将至少两个输入中的一个路由给像素元件。开关晶体管连接在至少两个输入端的相应一个和像素元件之间。根据至少一个输入的数据波形来决定开关晶体管的操作时间，以及在至少一个开关晶体管的栅极和开关晶体管的输出端之间提供电容性连接。通过使用自举技术，这样能够减少确保开关晶体管正确切换所需要的数据电压范围。特别是，通过控制用于导通或关断开关晶体管的数据信号的应用的时间，可以使用至少一个输入信号的电压电平以通过各个开关晶体管提供到自举电容器上的电容性耦合。（*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】
本专利技术涉及在一种阵列器件中使用的开关电路，特别地但不唯一地用于有源矩阵显示器件的像素中。有源矩阵显示器典型地包括以行和列排列的像素阵列。每一行像素共用一个行导体，该导体连在该行内像素的薄膜晶体管的栅极上。每一列像素共用一个列导体，给其提供像素驱动信号。在该行导体上的信号决定晶体管的接通或关断，通过在行导体上的高电压脉冲，当该晶体管接通时，允许来自列导体的信号传递给液晶材料(或其它的电容性显示单元)区域，从而改变该材料的光传输特性。众所周知，提供额外的存储电容器作为像素配置一部分以使即便在去掉行电极脉冲后仍然能够维持液晶材料上的电压。用于有源矩阵显示器件的帧(场)周期需要一行像素在短时间周期内被寻址到，并且为了对液晶材料充电或放电至所需的电压电平这又增加了对晶体管电流驱动能力的要求。为了满足这些电流要求，供给薄膜晶体管的栅极电压需要大的电压摆幅。例如，在使用低温多晶硅晶体管的显示器中，最小行驱动电压可以大约为-2V而最大值大约为15V。这确保对晶体管进行充分地偏压以提供所需的源漏电流，从而对液晶材料足够迅速地进行充电或放电。对行导体内大电压波动的要求需要使用高电压元件来执行行驱动电路。这也导致了相对高的功率消耗。在有源矩阵显示器中使用数字数据以控制像素亮度同样得到日益的关注。也已提出在有源矩阵显示器的像素中集成动态存储器，其中用于每个像素的数字数据值存储在像素中。提供给或存储在显示器的像素中的数字数据然后可以用于选择许多不同信号电压波形中的一个。该选定的波形然后可以直接或者间接地用于驱动显示元件，例如在有源矩阵LCD情形中的液晶像素元件。附图说明图1示出一种可行的布置，其根据数据电压输入的状态允许两个信号电压波形中的一个连接到电路的输出端。当用于给显示元件选路信号时，这些信号中的一个可以导致显示元件切换至暗态，同时其它的信号可以将显示元件切换至亮态。在实际的电路中，用薄膜晶体管取代这些开关。在显示器的像素中电路可用的区域受像素的尺寸限制，在透射显示器中，需要使像素面积最小，其中通过显示器的光通路被电路遮挡。图2示出减少到所需的最少数量晶体管的开关电路的例子。输出信号可以直接连接到液晶显示元件上。在该电路中，连接到信号电压1的开关采用n型TFT并且连接到信号电压2的开关采用p型TFT。n型和p型元件的互补特性意味着采用适当的数据电压电平，该电路可以在两个状态之间切换。在一个状态中，n型元件是导通的并且p型元件是不导通的，在另一个状态中n型元件是不导通的而p型元件是导通的。为了解释该电路的操作，我们可以考虑可以应用到电路中的驱动电压波形和在两个状态之间切换晶体管需要的数据电压电平的两个例子。图3示出可能的电压波形的第一实例。在该实例中，假定将交流电压波形应用于输入信号1。该波形在两个电压电平0V和VDR之间切换。将等于0.5VDR的恒定电压应用于输入信号2。应用到数据电压输入的电压最初在低电平VDL，然后切换到高电平VDH。当数据电压低时，信号2传输到电路的输出端。当数据电压高时，信号1传输到电路的输出端。下面的表1概括了决定VDL的最大允许值和VDH的最小允许值的条件。表1 在该表中，Vnon是使得元件充分导通所需要的n型TFT的栅源电压，Vnoff是使得元件充分不导通所需要的n型TFT的栅源电压。Vpon和Vpoff是用于p型TFT的等效参数。当条件为Vnon＝4V、Vpon＝-4V、Vnoff＝0V、Vpoff＝0V、VDR＝9V时已计算出数据电压电平。这些数据是那些低温多晶硅TFT和扭转向列液晶显示元件需要的典型值。根据需要决定高电平数据电压的最小值以确保当施加给信号1输入端的电压在最高电平时n型TFT保持导通。根据需要决定低电平数据电压的最大值以确保当施加给信号1输入端的电压在最低电平时n型TFT保持不导通。需要的数据电压振幅很大，大于或者等于13V。由于会增加显示器的功率消耗，如此高的值是不理想的。图4示出可能的波形的第二实例。在该实例中，将互补的交流电压波形施加给电路的两个信号输入端。这些波形适于所谓的公共电极驱动配置，其中将交流电压应用到显示器的公共电极。因此，信号1是驱动像素至亮态所需要的电压，信号2是驱动像素至暗态所需要的电压(这将在下面进一步解释)。数据电压再次由低电平变到高电平，当数据电压低时，输出信号等于信号2，当数据电压高时输出信号等于信号1。表2示出了表示定义需要的数据电压值的条件。Vnon、Vnoff、Vpon、Vpoff的值同第一实例的相同，VDR的值为4.5V。表2 需要的数据电压的振幅由接通n型或p型TFT所需要的电压决定。数据电压的高电平的最小值是当信号1在它的最大电平时接通n型元件所需要的值。数据电压的低电平的最大值是当信号2在它的最小电平时接通p型元件时所需要的值。需要的数据电压振幅仍然相对大，大于或者等于12.5V。如果电路的输出信号应用于驱动液晶显示元件，显示器的公共电极将承载与信号2的振幅和相位相同的交流信号，而且具有校正过的DC电压电平。从开关电路的输出信号和信号2之间的差中获得出现在显示元件上的电压。当数据电压低时该电压具有峰值为零的尖峰，当数据电压高时该电压具有峰值为2VDR的尖峰。如果数据电压的摆幅可以减少，这会使得功率消耗减少。例如，这可以适合于低功率待机模式。根据本专利技术，提供了一种器件，包括像素阵列，每个像素包括像素元件并且与开关电路连接，其中开关电路用于选择性地路由至少两个输入信号中的一个给像素元件，包括在至少两个输入信号中的相应一个和像素元件之间连接的至少第一和第二开关晶体管，其中由提供给晶体管的栅极的数据信号控制每个开关晶体管，其中使用根据输入信号中的至少一个的数据波形而确定的预定时间将用于每个开关晶体管的数据信号路由给开关晶体管的栅极，以及其中在至少一个开关晶体管的栅极和该开关晶体管的输出之间提供电容性连接。通过使用自举技术，本专利技术可以减少确保开关晶体管正确切换所需要的数据电压范围。尤其是，通过控制用于接通或关断开关晶体管的数据信号的应用的时间，至少一个输入信号的电压电平可以用于提供通过各个开关晶体管电容耦接到自举电容器上。术语关于开关“连接在”输入端和输出端之间不是确定为表示开关的输出端直接连接至输出端，仅仅表示开关的输出端与输出端依次耦合，无论是直接还是通过其它的开关或者电容性连接。事实上，当开关电路用于路由许多信号中的一个至像素元件时，输出端最后是像素元件，但是在开关晶体管和像素元件之间有其它的元件。本专利技术的阵列器件具有集成到每个像素中的开关电路，用于选择性地路由至少两个输入信号中的一个到像素元件。然而，开关电路可以部分地提供在外围寻址电路中而不是单纯集成到像素区域中，或者开关电路整个地设置在寻址电路中。通过转换开关将用于每个开关晶体管的数据信号路由到开关晶体管的栅极，该转换开关控制用于每个开关晶体管的数据信号的应用的时间，并且其中在每个开关晶体管的栅极和每个开关晶体管的输出端之间提供电容性连接。在施加数据信号后该(或每个)转换开关允许晶体管栅极浮动。例如，在每个开关晶体管的栅极和开关电路的公共输出端之间提供电容性连接。第一和第二开关晶体管的栅极可以连接在一起，该电容性连接包括连接在栅极和公共输出端之间的电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种器件，包括阵列像素，每一像素包括像素元件（１６）并与开关电路（６０）相联系，其中开关电路（６０）用于选择性将至少两个输入（Ｖｄｒｉｖｅ１、Ｖｄｒｉｖｅ２；Ｖｄｒｉｖｅ１、１２）中的一个路由到像素元件（１６），该器件包括连接在至少两个输入端的相应一个和像素元件之间的至少第一和第二开关晶体管（５０；１４、５０），其中通过施加给晶体管栅极的数据信号来控制每一开关晶体管，其中使用根据至少一个输入的数据波形所决定的预定时间将用于每一开关晶体管的数据信号路由到该开关晶体管的栅极，以及其中在开关晶体管的至少一个的栅极和开关晶体管的输出端之间提供电容性连接（Ｃ↓［Ｂ］）。

【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爱德华兹，JRA艾尔斯，
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]