[发明专利]像素电路、显示装置以及制造像素电路的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种像素电路、一种有源矩阵型显示装置以及制造该像素电路的方法，该像素电路包括有机电致发光(EL，Electroluminescence)发光元件等。

背景技术

在图像显示装置中，例如液晶显示器，大量的像素以矩阵形式布置，对于每个像素按照要显示的图像的信息控制发光强度，由此显示图像。

虽然对于有机EL显示器等也具有相同的情况，但有机EL显示器是所谓的在每个像素电路具有发光元件的发光显示器，例如与液晶显示器相比具有提供更高的图像可视性(viewability)、消除了对背光的需要且具有更高的响应速度的优点。

另外，有机EL显示器很大地区别于液晶显示器等之处在于每个发光元件的亮度由通过该发光元件的电流值控制，并因此获得颜色灰度(colorgradation)，即在于发光元件是电流控制型的。

如在液晶显示器中，也有简单矩阵系统和有源矩阵系统作为有机EL显示器的可能的驱动系统。前者具有简单结构，但表现出问题，包括例如难于实现大的高清晰度显示器。因此已经积极开发了有源矩阵系统，其由设置在像素电路内的有源元件或典型的薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)控制流过像素电路内的发光元件的电流。

图1是示出普通的有机EL显示装置的配置的方框图。

如图1所示，这个显示装置1包括：像素阵列单元2，具有以m×n矩阵方式布置的像素电路(PXLC)2a；水平选择器(HSEL)3；写入扫描器(WSCN)4；信号线(数据线)SGL1至SGLn，由水平选择器3选择并提供有对应于亮度信息的数据信号；以及扫描线WSL1至WSLm，由写入扫描器4选择和驱动。

顺便提及，水平选择器3和写入扫描器4可以形成在多晶硅上，或由MOSIC等形成在像素的周边上。

图2是示出图1中的像素电路2a的配置的实例的电路图(例如见美国专利No.5,684,365和日本专利公开No.平8-234683)。

图2的像素电路具有在已经提出的大量的电路中的简单电路配置，并是所谓的双晶体管驱动系统的电路。

图2的像素电路2a包括p沟道薄膜场效应晶体管(下文称为TFT)11和TFT 12，电容器C11以及作为发光元件的有机EL发光元件(OLED)13。在图2中，SGL指示信号线，而WSL指示扫描线。

有机EL发光元件在很多情况下具有整流特性，并因此称为OLED(有机发光二极管)。虽然二极管的符号用于图2和其它的图中的发光元件，但是整流特性对于在下面描述中的OLED不是必须的。

在图2中，TFT 11的源极连接至电源电位Vcc。发光元件13的阴极接地电位GND。图2的像素电路2a的操作如下：

步骤ST1：

当扫描线WSL设置为选择的状态(在这种情况是低电平)，且写入电位Vdata施加到信号线SGL，TFT 12将电容器C11的充电和放电，且TFT 11的栅极电位变为写入电位Vdata。

步骤ST2：

当扫描线WSL设置为非选择状态(在这种情况是高电平)，信号线SGL和TFT 11彼此电切断。然而，TFT 11的栅极电位由电容器C11稳定地保持。

步骤ST3：

流过TFT 11和发光元件13的电流具有对应于TFT 11的栅极-至-源极电压Vgs的值，且发光元件13持续以对应于电流值的亮度发光。

如上述步骤ST1中选择扫描线WSL和将提供至数据线的亮度信息传输至像素内部的操作将在下文称为“写入”。

如上所述，一旦写入电位Vdata写入图2的像素电路2a中，发光元件13持续以恒定的亮度发光直到写入电位Vdata被下一次重写。

如上所述，在像素电路2a中，流过发光元件13的电流值通过改变施加到作为驱动晶体管的TFT 11的栅极的电压来控制。

在此时，p沟道驱动晶体管的源极连接至电源电位Vcc，且TFT 11在所有时间在饱和区域中操作。因此TFT 11是具有由下面的公式1表达的值的恒流源。

(公式1)

Ids＝1/2·μ(W/L)Cox(Vgs-|Vth|)²...(1)

这里μ指示载流子迁移率，Cox指示单位面积的栅极电容，W指示栅极宽度，L指示栅极长度，Vgs指示TFT 11的栅极-至-源极电压，以及Vth指示TFT11的阈值电压。