[发明专利]用于二维显示器的小芯片驱动器对

说明书

技术领域

本发明涉及具有基板的显示装置，该基板具有用于控制像素阵列的分布式的独立小芯片。

背景技术

平板显示装置与计算装置一起广泛使用在便携式装置中，并且用于诸如电视机的娱乐装置。这种显示器通常利用分布在基板上的多个像素来显示图像。各个像素均包含若干个不同颜色的发光元件(通称为子像素)，这些发光元件通常发射红光、绿光和蓝光，以表现各图像元素。如在本文中所使用的那样，不区分像素和子像素并且将它们称为单个发光元件。已知多种平板显示器技术，例如，等离子体显示器、液晶显示器和发光二极管(LED)显示器。

包含形成发光元件的发光材料薄膜的发光二极管(LED)在平板显示装置中具有许多优点，并可以用于光学系统。授予Tang等人的美国专利No.6,384,529示出了一种包括有机LED发光元件的阵列的有机LED(OLED)彩色显示器。另选地，可以采用无机材料，无机材料可以包括多晶半导体基体中的磷光晶体或量子点。还可以采用其他的有机或无机材料薄膜来控制对发光薄膜材料的电荷注入、电荷传输或电荷阻断，这在本领域中均是已知的。这些材料被布置在电极之间的基板上并且具有封装覆盖层或封装覆盖片。当电流通过发光材料时，像素发光。所发射的光的频率取决于使用的材料的性质。在这种显示器中，光可以透过基板(底部发射体)或透过封装覆盖物(顶部发射体)或透过这二者发出。

LED装置可包括被构图的发光层，其中，在图案中采用了不同材料，以在电流流过这些材料时发射不同颜色的光。另选地，如在Cok的美国专利6,987,355中教导的那样，LED装置可采用单一发光层(例如，白光发射体)和滤色器以形成全彩显示器。而且，例如，如Cok等人的美国专利6,919,681中教导的那样，已知采用不包括彩色滤色器的白色子像素。已经教授了一种设计，该设计采用未构图的白色发射体与包括红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器和子像素的四色像素和以及不滤波的白色子像素来提高装置的效率(例如，参见授予Miller等人的美国专利7,230,594)。

通常已知用于控制平板显示装置中的像素的两种不同方法：有源矩阵控制和无源矩阵控制。在无源矩阵装置中，基板不包括任何有源电子元件(例如晶体管)。行电极阵列和另一层中的正交的列电极矩阵形成在基板上；行电极与列电极之间交叠的交叉部形成发光二极管的电极。接着，外部驱动器芯片顺序地向每一行(或列)提供电流，同时正交列(或行)提供合适的电压，从而照亮该行(或列)中的各发光二极管。因此，无源矩阵设计利用2n个连接以产生n2个单独可控的发光元件。但是，由于行(或列)驱动的顺序特性而产生闪烁，所以无源矩阵驱动装置在装置中可以包括的行(或列)的数量存在着限制。如果包括太多行，则闪烁能变得可察觉。此外，随着PM显示器的面积增加，PM驱动中非成像预充电和放电步骤所需要的能量变得非常显著，驱动显示器中的整行(或列)所需要的电流可能会成为问题。这些问题限制了无源矩阵显示器的物理尺寸。

在有源矩阵装置中，有源控制元件由半导体材料薄膜(例如，涂覆在平板基板上的非晶硅或多晶硅)制成。通常而言，各子像素均由一个控制元件控制，并且各控制元件均包括至少一个晶体管。例如，在简单的有源矩阵有机发光(OLED)显示器中，各控制元件均包括两个晶体管(选择晶体管和功率晶体管)以及一个用于存储规定子像素亮度的电荷的电容器。各发光元件通常利用独立的控制电极和公共电连接的电极。对发光元件的控制通常通过数据信号线、选择信号线、电源连接和接地连接来完成。有源矩阵部件不一定限于显示器，而是可以分布在基板上并且在需要空间分布式控制的其它应用中使用。可以在有源矩阵装置中使用与无源矩阵装置相同数量的外部控制线(除了电源和接地以外)。但是，在有源矩阵装置中，各发光元件均具有来自控制电路的单独驱动连接，并且即使在没有被选择用于数据存放的情况下也是有源的，因此消除了闪烁。

一种形成有源矩阵控制元件的常见的现有技术方法通常在玻璃基板上淀积诸如硅的半导体材料薄膜，接着通过光刻工艺将半导体材料形成为晶体管和电容器。薄膜硅可以是非晶的或多晶的。与以晶体硅晶片制成的传统晶体管相比，由非晶硅或多晶硅制成的薄膜晶体管(TFT)相对较大并且性能较低。此外，这种薄膜器件通常在整个玻璃基板上局部地或大面积地出现不均匀，这种不均匀导致利用这种材料的显示器的电性能和视觉表现不均匀。在这样的有源矩阵设计中，各发光元件均需要到驱动电路的单独连接。