像素電路和顯示裝置的制作方法

文檔序號：8120922閱讀：308來源：國知局

專利名稱：像素電路和顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及像素電路(在下文中也稱為"像素")和顯示裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及包括其亮度根據驅動信號的電平而變化的電光元件作為顯示元件的像素電路，并且涉及包括以矩陣排列的、每一個均具有以上配置的像素電路的顯示裝置，其中通過在相應的像素電路中提供的有源元件、逐像素執(zhí)行顯示驅動。
背景技術：
包括其亮度根據施加到其的電壓或流經其的電流而變化的電光元件作為像素的顯示元件的顯示裝置是可用的。液晶顯示元件是其亮度隨施加到其的電壓而變化的電光元件的一般示例，而有機電致發(fā)光(有機發(fā)光(EL)二極管(OLED))元件(在下文中稱為"有機EL元件，，)是其亮度隨著流經其的電流而變化的電光元件的一般示例。包括后者(有機EL元件)的有機EL顯示裝置是包括電光元件(是自發(fā)光元件，作為像素的顯示元件)的自發(fā)光顯示裝置。包括電光元件的顯示裝置(如包括液晶顯示元件的液晶顯示裝置和包括有機EL元件的有機EL顯示裝置)可以通過使用簡單(無源)矩陣方法和有源矩陣方法來驅動。筒單矩陣顯示裝置結構筒單，但存在體積大和難于實現(xiàn) 高清晰度顯示裝置的問題。因此，最近已經積極地開發(fā)有源矩陣顯示裝置，其中使用也在像素中提供的有源元件(如絕緣柵極場效應晶體管(一般是，薄膜晶體管(TFT)))作為開關晶體管，來控制要提供到在像素中提供的發(fā)光元件的像素信號。為了照亮電光元件，通過使用開關晶體管將輸入圖像信號饋入在驅動晶體管的柵極端(控制輸入端)提供的像素電容器，并且將與所饋入的輸入圖
像信號對應的驅動信號提供到電光元件。例如，在有機EL顯示裝置中，通過驅動晶體管將與輸入圖像信號對應的驅動信號(電壓信號)轉換為電流信號，
并且將驅動電流提供到有機EL元件。
根據輸入圖像信號饋入到像素電容器并在其中保持的驅動信號恒定是很重要的，從而實現(xiàn)電光元件的恒定的發(fā)光亮度。例如，為了實現(xiàn)有機EL元件的恒定的發(fā)光亮度，與輸入圖像信號對應的驅動電流恒定是很重要的。已經研究了用于實現(xiàn)恒定驅動電流的有機EL元件的像素電路的各種配置(例如，參見曰本待審查專利申請公開No. 2005-345722 )。
日本待審查專利申請公開No. 2005-345722公開了用于即使使用p溝道或n溝道晶體管作為驅動晶體管或即使有機EL元件的電流-電壓特性隨時間改變或驅動晶體管的閾值電壓中存在變化或依賴于時間的改變，也能實現(xiàn)恒定驅動電流的配置。

發(fā)明內容
然而，如果在驅動晶體管的控制輸入端提供的各種開關晶體管的漏電流很大，則在像素電容器中保持的電壓根據漏電流的幅度而變化。結果，即使使用在日本待審查專利申請公開No. 2005-345722中公開的配置，也會由于開關晶體管的漏電流引起的電勢改變，使驅動信號(在所公開的示例中，驅動電流)改變，從而發(fā)光亮度不會維持在恒定級別。如果這種現(xiàn)象的發(fā)生電平在像素間不同，則會顯示具有不一致質量的圖像。
因此期望提供能夠防止或減小由于在驅動晶體管的控制輸入端提供的各種開關晶體管的漏電流引起的驅動信號電平的改變的配置。
根據本發(fā)明的實施例的像素電路包括電光元件，被配置為響應于驅動信號而發(fā)光；驅動晶體管，被配置為將驅動信號提供給電光元件；像素電容器(保持電容器)，連接到驅動晶體管的控制輸入端；開關晶體管，提供在驅動晶體管的控制輸入端；以及驅動信號穩(wěn)定電路，被配置為將驅動信號維持在恒定電平。
根據本發(fā)明的實施例的顯示裝置包括以矩陣排列的多個像素電路，每一個像素電路均具有上述配置。
驅動信號穩(wěn)定電路可以是被配置為將驅動晶體管的驅動電流維持在恒定電平而不管電光元件的電流-電壓特性的依賴于時間的改變或驅動晶體管的特性改變的電路。驅動信號穩(wěn)定電路可以具有任意的電路配置。在根據本發(fā)明的實施例的顯示裝置或像素電路中，驅動晶體管和在驅動晶體管的控制輸入端提供的開關晶體管中的每一個均具有輕摻雜漏極(LDD) 結構?？梢詫㈤_關晶體管的LDD長度(LDD區(qū)的長度)設置得長于驅動晶體管的LDD長度。在驅動晶體管的控制輸入端提供的開關晶體管可以是采樣晶體管，所述采樣晶體管被配置為選擇性地將根據亮度信息的信號饋入到驅動晶體管的控制輸入端。在提供了被配置為校正(取消)驅動晶體管的閾值電壓的變化的電路的情況下，開關晶體管可以是在驅動晶體管的控制輸入端提供的檢測晶體管，并且被配置為選擇性地檢測驅動晶體管的閾值電壓。由于具有上述配置的像素電路或包括以矩陣排列的每一個均具有上述配置的像素電路的顯示裝置提供有被配置為將驅動信號維持在恒定電平的驅動信號穩(wěn)定電路，所以即使電光元件的電流-電壓特性隨時間改變并且驅動晶體管的源極電勢根據其改變，流過電光元件的電流量也是恒定的。因此，也可以將電光元件的發(fā)光亮度維持在恒定級別。另外，由于將像素電路中開關晶體管的LDD區(qū)的長度設置得長于驅動晶體管的LDD區(qū)的長度，所以可以相對地減小開關晶體管的漏電流。根據本發(fā)明的實施例，由于將像素電路中開關晶體管的LDD區(qū)的長度設置得長于驅動晶體管的LDD區(qū)的長度，所以可以相對地減小由于開關晶體管引起的漏電流以減小對像素電容器中保持的電壓的影響。因此，可以將提供到電光元件的驅動信號維持在恒定電平，并且可以將電光元件的發(fā)光亮度維持在恒定級別。這可以防止由于漏電流引起的圖像質量的降低，如不一致的圖像質量，從而獲得一致的圖像質量。

圖1是示出可以作為根據本發(fā)明的實施例的顯示裝置的有源矩陣顯示裝置的結構的示意性框圖；圖2是示出根據本發(fā)明的第一實施例的組成圖1中所示的有機EL顯示裝置的像素電路的圖；圖3是示出一般有機EL元件的電流-電壓特性的依賴于時間的改變的圖；圖4A和4B是示出驅動晶體管與采樣晶體管或檢測晶體管之間結構的差異的圖5是示出驅動晶體管和采樣晶體管的電流-電壓特性的圖6是示出根據本發(fā)明的第二實施例的組成圖1中所示的有機EL顯示裝
置的像素電路的圖7是示出用于與圖6中所示的第二實施例的像素電路相比較的比較示
例的圖8是示出第二實施例的每一個像素電路的操作的縱覽的定時圖；圖9是示出在時間T21之前、第二實施例的每一個像素電路的操作的等效電路圖IO是示出從時間T21到時間T22的時間段期間、第二實施例的每一個像素電路的操作的等效電路圖11是示出從時間T22到時間T23的時間段期間、第二實施例的每一個像素電路的操作的等效電路圖12是示出在閾值取消時間段期間、驅動晶體管的操作特性的圖13是示出從時間T25到時間T26的時間段期間、第二實施例的每一個像素電路的操作的等效電路圖；以及
圖14是示出在時間T27之后、第二實施例的每一個像素電路的操作的等效電路圖。
具體實施例方式
圖1是示出可以作為根據本發(fā)明的實施例的顯示裝置的有源矩陣顯示裝置的結構的示意性框圖。在包括有機EL元件作為像素的顯示元件和多晶硅薄膜晶體管(TFT )作為有源元件的有源矩陣有機EL顯示器(在下文中稱為"有機EL顯示裝置")的情況下將描述所述實施例，其中作為示例，在其上形成 TFT的半導體襯底上形成有機EL元件。
參照圖1,有機EL顯示裝置1包括顯示面板單元100。顯示面板單元100 包括像素電路(在下文中也稱為"像素")P，像素電路P具有多個有機EL元件(未示出)作為顯示元件，從而排列像素電路P以形成具有X: Y (如9: 16) 的寬高比或顯示畫面長寬比(display aspect ratio)的有效視頻區(qū)。有機 EL顯示裝置1還包括驅動信號發(fā)生器200和視頻信號處理器300,所述驅動信號發(fā)生器200可以是配置為發(fā)射用于控制顯示面板單元100的驅動的各種脈沖信號的面板控制器的示例。驅動信號發(fā)生器200和視頻信號處理器300 被容納在單片集成電路(IC )(半導體集成電路)中。
顯示面板單元10G包括像素陣列單元(其中將像素電路P排列在n行m 列的矩陣中)、可操作用以垂直地掃描像素電路P的寫掃描器(WS) 104和驅動掃描器(DS) 105、被配置為水平地掃描像素電路P的水平驅動器(也稱為 "水平選擇器"或"數據線驅動器")106以及用于外部連接的接線單元(焊點(pad)單元)108,從而以集成的方式在襯底101上形成像素陣列單元102、寫掃描器104、驅動掃描器105、水平驅動器106和接線單元1Q8。也就是說，在其上形成像素陣列單元102的襯底101上形成諸如寫掃描器104、驅動掃描器105 (在下文中也將寫掃描器104和驅動掃描器105共同地稱為"垂直驅動器103")和水平驅動器106之類的外圍驅動電路。
作為示例，如圖1所示，通過寫掃描器104和驅動掃描器105從右側或左側或兩側驅動像素陣列單元102,并且如圖l所示，通過水平驅動器106 從上側或下側或兩側驅動像素陣列單元102。
從位于有機EL顯示裝置1外部的驅動信號發(fā)生器200向接線單元108 提供各種脈沖信號。還從視頻信號處理器300向接線單元108提供視頻信號 Vsig。
向接線單元108提供必要的脈沖信號作為用于垂直驅動的脈沖信號，如可以作為用于在垂直方向開始寫的力永沖的示例的移位開始脈沖(shift start pulse ) SPDS和SPWS和垂直掃描時鐘CKDS和CKWS。還向接線單元108提供必要的脈沖信號作為用于水平驅動的脈沖信號，如可以作為用于在水平方向開始寫的脈沖信號的示例的水平開始脈沖信號SPH和水平掃描時鐘CKH。
接線單元108包括經由電線109連接到寫掃描器104、驅動掃描器105 和水平驅動器106的端子。例如，提供到接線單元108的脈沖用于在必要時通過電平移位器(level shifter )(未示出)內部地調整電壓電平，然后將其經由緩沖器提供到寫掃描器104、驅動掃描器105和水平驅動器106。寫掃描器104和驅動掃描器105以線順序方式(line-sequential manner )掃描像素陣列單元102，并且水平驅動器106與其同步地將圖像信號寫到像素陣列單元102。
像素陣列單元102具有這樣的結構，其中將每一個均具有為作為顯示元件的有機EL元件提供的像素晶體管的像素電路P以矩陣形式二維地排列(圖
l中未示出(其細節(jié)在下面描述))，并且分別為像素陣列的每一行和每一列提供掃描線和信號線。
例如，在像素陣列單元102上形成掃描線(柵極線)104W和105DS以及信號線(數據線)106HS。在掃描線104WS和105DS以及信號線106HS的交叉點形成被配置為驅動有機EL元件的有機EL元件和薄膜晶體管(TFT )(圖1 中未示出)。聯(lián)合有機EL元件和薄膜晶體管以形成像素電路P。
具體地，在以矩陣排列的像素電路P中，為相應的像素行提供與n行對應的寫掃描線104WS-1到104WS_n (由寫掃描器104響應于寫驅動脈沖而驅動)以及與n行對應的驅動掃描線105DS-1到105DS-n (由驅動掃描器105 響應于掃描驅動脈沖而驅動)。為相應的像素列提供與m列對應的信號線(數據線)106HS-1到106HS-m (由水平驅動器106驅動并提供有與亮度信息對應的信號)。
寫掃描器104和驅動掃描器105基于從驅動信號發(fā)生器200提供的、用于垂直驅動的脈沖信號，通過掃描線105DS和104WS順序地選擇像素電路P。水平驅動器106通過信號線106HS,基于從驅動信號發(fā)生器200提供的、用于水平驅動的脈沖信號，將圖像信號寫到所選擇的像素電路P。
水平驅動器106包括移位寄存器和采樣開關(水平開關)，并逐像素地將視頻信號以行寫到由寫掃描器104和驅動掃描器105所選擇的像素電路P。因此，在該實施例中，執(zhí)行點順序驅動，其中逐像素地將視頻信號以行寫到通過垂直掃描所選擇的像素電路P。代替將圖像信號水平地順次寫到像素的一條水平線(即逐像素)的點順序驅動，可以執(zhí)行將圖像信號同時寫到像素的一條水平線的線順序驅動。
通過聯(lián)合邏輯柵極(包括鎖存器)來形成寫掃描器104和驅動掃描器105, 并且寫掃描器104和驅動掃描器105逐像素地選擇像素陣列單元102的像素電路P。雖然圖1示出了將寫掃描器104和驅動掃描器105放置在像素陣列單元102的一側的結構，但是可以將寫掃描器104和驅動掃描器105放置在右側和左側中的每一個，像素陣列單元102位于其之間。
同樣地，雖然圖1示出了將水平驅動器106放置在像素陣列單元102的一側的結構，但是可以將水平驅動器106放置在上側和下側中的每一個，像素陣列單元102位于其之間。第一實施例的像素電路
圖2是示出根據本發(fā)明的第一實施例的組成圖1中所示的有機EL顯示裝置的像素電路的圖。圖2還示出了在顯示面板單元100的村底101上的像素電路P的外圍部分中提供的垂直驅動器103和水平驅動器106。
如圖2所示，配置第一實施例的每一個像素電路P，使得驅動晶體管基本上由p溝道薄膜場效應晶體管(TFT)形成。此外，像素電路P具有三晶體管驅動結構，其中除了驅動晶體管之外還使用了用于掃描的兩個晶體管。
具體地說，第一實施例的像素電路P包括p溝道驅動晶體管121、對其提供有效低驅動脈沖的p溝道發(fā)光控制晶體管122、對其提供有效高驅動脈沖的n溝道采樣晶體管125、可以作為通過流過其的電流而發(fā)光的電光元件 (發(fā)光元件)的示例的有機EL元件127以及保持電容器(也稱為"像素電容器")120。驅動晶體管121向有機EL元件127提供與提供到其柵極端G (可以是控制輸入端)的電勢對應的驅動電流。
雖然采樣晶體管125通?？梢杂蓪ζ涮峁┯行У万寗用}沖的p溝道晶體管代替，但是這不在第一實施例中使用。雖然發(fā)光控制晶體管122可以由對其提供有效高驅動脈沖的n溝道晶體管代替，但是這不在第一實施例中使用。
采樣晶體管125可以是在驅動晶體管121的柵極端G (控制輸入端)提供的開關晶體管，并且發(fā)光控制晶體管122也可以是開關晶體管。
一般來說，有機EL元件127具有整流性質并且由二極管符號表示。有機 EL元件127具有寄生電容器Cel。在圖2中，寄生電容器Cel被示出為與有機EL元件127并聯(lián)。
在相應一條寫掃描線1Q4WS、相應一條掃描線1Q5DS和相應一條信號線 106HS之間的交叉點上提供像素電路P。從寫掃描器104延伸的寫掃描線104WS 連接到采樣晶體管125的柵極端G，而從驅動掃描器105延伸的驅動掃描線 105DS連接到發(fā)光控制晶體管122的纟冊極端G。
采樣晶體管125具有作為信號輸入端并連接到視頻信號線106HS的源極端S,以及作為信號輸出端并連接到驅動晶體管121的柵極端G的漏極端D。在采樣晶體管125的漏極端D和驅動晶體管121的柵極端G的節(jié)點與第二電源電勢Vc2(例如，正電源電勢，可以是第一電源電勢Vcl)之間提供保持電容器120。如括號所示，可以代替采樣晶體管125的源極端S和漏極端D,使得漏極端D作為信號輸入端并連接到視頻信號線106HS，而源極端S作為信號輸出端并連接到驅動晶體管121的柵極端G。
驅動晶體管121、發(fā)光控制晶體管122和有機EL元件127以所述順序串聯(lián)連接在第一電源電勢Vcl (例如，正電源電壓)和地電勢GND之間，其可以是基準電勢的示例。具體地說，驅動晶體管121具有連接到第一電源電勢 Vcl的源極端S和連接到發(fā)光控制晶體管122的源極端S的漏極端D。發(fā)光控制晶體管122的漏極端D連接到有機EL元件127的陽極端A,并且有機EL 元件127的陰極端K連接到地電勢GND。
在圖1中所示的有機EL顯示裝置1的結構中，垂直驅動器103包括兩個掃描電路，即寫掃描器104和驅動掃描器105。在更簡單的結構中，可以去掉驅動掃描器105。在這種情況下，作為最簡單的電路結構，圖2中所示的像素電路P具有二晶體管驅動結構，其中不使用發(fā)光控制晶體管1"。
在圖2中所示的三晶體管驅動結構中或是二晶體管驅動結構(未示出) 中，有機EL元件127是依賴于電流的發(fā)光元件，并且控制流過有機EL元件 127的電流量以獲得所發(fā)射光的顏色的等級電平(gradation level of color )。由此，改變要施加到驅動晶體管121的柵極端G的電壓以控制流過有機EL元件127的電流值。
具體地，首先，從寫掃描器104提供有效高寫驅動脈沖WS以便將寫掃描線104WS設置到選擇狀態(tài)，并且從水平驅動器106將像素信號Vsig施加到信號線106HS。這將使n溝道采樣晶體管125開始導通，使得將像素信號Vsig 寫到保持電容器120中。
寫到保持電容器120中的電勢變?yōu)轵寗泳w管121的柵極端G的電勢。然后，將寫驅動脈沖WS設置為無效(在第一實施例中，低電平)以便將寫掃描線104WS設置到非選擇狀態(tài)。由此，將信號線106HS和驅動晶體管121電分離；然而，原理上，由保持電容器120穩(wěn)定地保持驅動晶體管121的柵極-源才及電壓Vgs。
然后，從驅動掃描器105提供有效低掃描驅動脈沖DS以便將驅動掃描線 105DS設置到選擇狀態(tài)。這使p溝道發(fā)光控制晶體管122開始導通，使得驅動電流從第一電源電勢Vcl經過驅動晶體管121、發(fā)光控制晶體管122和有機EL元件127流向地電勢GND。
然后，將掃描驅動脈沖DS設置為無效(在第一實施例中，高電平)以便將驅動掃描線105DS設置到非選擇狀態(tài)。由此，發(fā)光控制晶體管122截止并且沒有驅動電流流過發(fā)光控制晶體管122。
插入發(fā)光控制晶體高122以控制一場(field)的時間段內有機EL元件 127的發(fā)光時間(發(fā)光占空)。如從前述描述可預期的那樣，像素電路P可以不包括發(fā)光控制晶體管122。
流過驅動晶體管121和有機EL元件127的電流具有與驅動晶體管121 的柵極-源極電壓Vgs對應的值，并且有機EL元件127連續(xù)地發(fā)射具有與電流值對應的亮度的光。
選才奪寫掃描線104WS以便將施加到信號線106HS的像素信號Vsig傳送到像素電路P內部的操作在下文中稱為"寫"。一旦執(zhí)行信號的寫，有機EL元件127就連續(xù)地發(fā)射具有恒定亮度的光，直到執(zhí)行另一次寫為止。
因此，在第一實施例的像素電路P中，根據輸入信號(像素信號Vsig) 改變施加到驅動晶體管121的柵極端G的電壓，以便控制流過有機EL元件 127的電流值。P溝道驅動晶體管121的源極端S連接到第一電源電勢Vcl，并且驅動晶體管121在飽和區(qū)中操作。
驅動晶體管121是恒流源，其具有由如下公式(1 )給出的值
她=丄/z工Co;c, -附)2 … (1 )
其中Ids表示在飽和區(qū)中操作的晶體管的漏極端和源極端之間流動的電流，// 表示遷移率，W表示溝道寬度，L表示溝道長度，Cox表示每單位面積的柵極電容，Vth表示晶體管的闊值電壓。如從公式(l)中顯而易見的那樣，在飽和區(qū)中，根據柵極-源極電壓Vgs控制晶體管的漏極電流Ids。
有^/LEL元件的I-V特性
圖3是示出一般光有機EL元件的電流-電壓(I-V )特性中依賴于時間的改變的圖。在圖3中，實線表示初始狀態(tài)中的特性，而虛線表示隨著時間改變的特性。如圖3所示，有機EL元件的I-V特性總體上隨著時間劣化。
在圖2所示的像素電路P中，另一方面，由于驅動晶體管121是恒流驅動器，作為恒定電流的電流Ids連續(xù)地流過有機EL元件127。由此，即使有機EL元件127的I-V特性劣化，有機EL元件的發(fā)光亮度也不隨著時間劣化。
包括以圖2所示的方式連接的驅動晶體管121、發(fā)光控制晶體管122、保持電容器120和采樣晶體管125的像素電路P的結構組成了驅動信號穩(wěn)定電路，所述驅動信號穩(wěn)定電路:帔配置為校正可以作為電光元件的示例的有機EL
元件127的電流-電壓特性中的變化以便將驅動電流維持在恒定水平。
也就是說，設計p溝道驅動晶體管121,以便當由像素信號Vsig驅動像素電路P時由于p溝道驅動晶體管121的源極端S連接到第一電源電勢Vcl 所以持續(xù)地在飽和區(qū)中操作。因此P溝道驅動晶體管121是具有由公式(1 ) 給出的值的恒流源。
在這樣的電路中，驅動晶體管121的漏極端D的電壓根據有機EL元件 127的I-V特性中依賴于時間的改變(見圖3)而改變。然而，原理上由保持電容器120將驅動晶體管121的柵極-源極電壓Vgs維持在恒定電平，并且驅動晶體管121作為恒流源操作。結果，恒定量的電流流過有機EL元件127, 以允許有機EL元件127發(fā)射具有恒定亮度的光。在發(fā)光亮度中不發(fā)生改變。
在保持電容器中保持的電壓
圖4A到5是示出根據第一實施例的、可以作為開關晶體管的示例的驅動晶體管121和采樣晶體管125的操作的圖。圖.4A和4B是示出驅動晶體管121 和采樣晶體管125之間的結構差異的圖，而圖5是示出驅動晶體管121和采樣晶體管125的電流-電壓(I-V)特性的圖。在本發(fā)明的第二實施例中使用檢測晶體管123 (這將在下面進行描述)，所述檢測晶體管123也具有與采樣晶體管125類似的結構。
在前述描述中，當將寫驅動脈沖WS設置為無效以便將寫掃描線104WS設置為非選擇狀態(tài)時，原理上，驅動晶體管121的柵極-源極電壓Vgs穩(wěn)定地保持在保持電容器120中。結果，即使將寫驅動脈沖WS設置為無效，驅動晶體管121也能繼續(xù)其恒流操作以允許有機EL元件127連續(xù)地發(fā)射具有恒定亮度的光。
這意味著在保持電容器120中保持驅動晶體管121的柵極-源極電壓Vgs 的性能影響允許有機EL元件127連續(xù)地發(fā)射具有恒定亮度的光的性能。
第一實施例的采樣晶體管的操作和特性
現(xiàn)在將討論在像素電路P中提供的、用于信號寫的采樣晶體管125的操作和特性。如果在有機EL元件127的發(fā)光時間期間采樣晶體管125的漏電流很大，則在保持電容器120中保持的電壓根據漏電流的水平而變化。
結果，由于采樣晶體管125的漏電流，保持驅動晶體管121的柵極-源極
1電壓Vgs的性能劣化以阻止有機EL元件127連續(xù)地發(fā)射具有恒定亮度的光。這導致所顯示的圖像帶有不一致的質量。
隨著保持電容器120的值增大，漏電流引起的柵極-源極電壓Vgs的改變量減小。然而，改變量通常不會減小到零，并且某種程度上仍然存在由漏電流而引起的不一致質量的問題。
因此，在第一實施例中，為了減小采樣晶體管125的漏電流，首先由n 溝道晶體管實現(xiàn)驅動晶體管121和采樣晶體管125并具有輕摻雜漏極 (lightly doped drain, LDD )結構。剩余的p溝道晶體管可以具有單個漏極(single drain, SD )結構。優(yōu)選地，剩余的p溝道晶體管也具有LDD結構。
例如，如圖4A和4B所示，在具有預定形狀的多晶硅(多晶Si )薄膜半導體層的中心部分中提供與柵極對應的溝道區(qū)CH，并且在溝道區(qū)CH的一側 (見圖4A)或兩側(見圖4B)交叉點提供摻雜有低濃度n雜質(如磷(P)) 的LDD區(qū)。在LDD區(qū)的外部，提供了摻雜有高濃度n雜質(如砷(As))的源極區(qū)S和漏極區(qū)D。也就是說，在源極區(qū)S或漏極區(qū)D與溝道區(qū)CH之間的交叉點提供雜質濃度低于源極區(qū)S或漏極區(qū)D的LDD區(qū)?？偟膩碚f，提供LDD 區(qū)以防止TFT的漏電。
特別地，當添加到晶體管的漏極端D時，晶體管的LDD區(qū)通常用作減小到漏才及端D的電場濃度(electric field concentration )。隨著漏才及端D的一側的LDD長度增大(如圖5所示)，晶體管的Iback特性減小。相反，隨著 LDD長度減小,Iback特性增大。
如圖5所示，出現(xiàn)泄漏的采樣晶體管的操作點位于關于驅動晶體管121 的柵極-源極電壓Vgs的負電壓側的預定電勢。由此，將其中^分具有由漏電流引起的圖像質量的很大變化(不一致質量)的LDD區(qū)或像素電路P中采樣晶體管125的漏極端D的一側的LDD區(qū)的長度(LDD—D1 )設置得長于驅動晶體管121的漏極端的LDD長度LDD—D2或驅動晶體管121的源極端的LDD長度 LDD一S2。
不同于采樣晶體管125，驅動晶體管121不是開關或不截止，并且通常將LDD區(qū)以圖4A所示的方式僅加到漏極側。由此，一般來說，僅可以考慮驅動晶體管121的漏極端的LDD長度LDD—D2。然而，在一些情況下，如圖4B 所示，考慮到對稱等，也可以在源極側提供LDD區(qū)。在那些情況下，驅動晶體管121的漏極端的LDD長度LDD—D2和源極端的LDD長度LDD—D2兩者均滿足上迷條件。例如，設置長于驅動晶體管121的LDD長度的LDD長度可以通過基于TFT 掩模(mask)的調整來實現(xiàn)。因此，將采樣晶體管125的LDD長度設置得長于驅動晶體管121的LDD 長度，由此可以關于驅動晶體管121相對地減小采樣晶體管125的漏電流。這導致由于采樣晶體管125的漏電流而引起的保持電容器120中保持的電壓變化的減小，以及由于采樣晶體管125的漏電流而引起的圖像質量變化的減小。因此，與不使用第一實施例的情況相比，可以獲得一致的圖像質量。第二實施例的像素電路圖6是示出根據本發(fā)明的第二實施例的、組成圖1中所示的有機EL顯示裝置1的像素電路P (在下文中稱為"像素電路P，，，)的圖。圖7是示出用于與圖6中所示的第二實施例的像素電路P，相比較的比較示例的像素電路P" 的圖。圖6和圖7還示出垂直驅動器103和水平驅動器106,將其提供在顯示面板單元100的襯底101上像素電路P，和P"的外圍部分。配置第二實施例的每一個像素電路P，，使得驅動晶體管基本上由n溝道薄膜場效應晶體管形成。此外，第二實施例的像素電路P，具有五晶體管驅動結構，其中除了驅動晶體管之外，使用用于掃描的兩個晶體管，并且使用兩個晶體管以防止由于有機EL元件127中依賴于時間的劣化或驅動晶體管121 的特性變化而引起的驅動電流Ids的影響。因此像素電路P，包括配置為減小由于有機EL元件127中依賴于時間的劣化或驅動晶體管121的特性變化而引起的流過有機EL元件127的驅動電流Ids的變化的電路。也就是說，像素電路P，包括驅動信號穩(wěn)定電路，其被配置為將驅動電流Ids維持在恒定水平。在第一實施例的像素電路P中，驅動晶體管121是p溝道晶體管。另一方面，在第二實施例的像素電路P，中，驅動晶體管121可以由n溝道晶體管形成，由此可以使用現(xiàn)有的非晶硅(a-Si)工藝來生產晶體管。由此，可以降低晶體管襯底的成本，并期望開發(fā)具有上述配置的像素電路P，。比較示例的像素電路在描述第二實施例的像素電路P，的優(yōu)點之前，首先將描述圖7所示的像素電路P，，作為比較示例。因為驅動晶體管是n溝道薄膜場效應晶體管，所以比較示例的每一個像素電路P"基本上與第二實施例的像素電路P，相同。然而，比較示例的像素電路P"不包括被配置為防止由于有機EL元件127中依賴于時間的劣化而引起的驅動電流Ids的影響的驅動信號穩(wěn)定電路。
具體地說，像素電路P"包括n溝道驅動晶體管121、發(fā)光控制晶體管122 和釆樣晶體管123。
驅動晶體管121具有連接到第一電源電勢Vcl的漏極端D和連接到發(fā)光控制晶體管122的漏極端D的源極端S。發(fā)光控制晶體管122的源極S連接到有才幾EL元件127的陽極端A,而有機EL元件127的陰極端K連接到地電勢GND。在具有上述配置的像素電路P"中，驅動晶體管121的漏極端D連接到第一電源電勢Vcl，而其源極端S連接到有機EL元件127的陽極端A。由此，總體地形成了電源跟隨器電路。
在比較示例的像素電路P"中，驅動晶體管121的源極端S的電勢通過驅動晶體管121和有機EL元件127的操作點來確定，并且其電壓值根據柵極電壓具有不同值。由于在飽和區(qū)中對驅動晶體管121進行驅動，所以對于與操作點處的源極電壓相對應的柵極-源極電壓Vgs，可以使具有通過公式(1 ) 給出的電流值的驅動電流Ids流動。
然而，有機EL元件127的I-V特性以參照圖3的上述方式隨時間劣化。由于該依賴于時間的劣化，因此即使施加相同的柵極電壓Vg，揭:作點也改變并且驅動晶體管121的源極電壓也改變。這使得驅動晶體管121的柵極-源極電壓Vgs的改變使流過其的電流值改變，并且還使得流過有機EL元件127的電流值改變。因此，根據有機EL元件127的I-V特性的改變，具有圖7所示的電源跟隨器結構的比較示例的像素電路P"的有機EL元件127的發(fā)光亮度隨著時間改變。
因此，如果由n溝道晶體管(代替p溝道晶體管)實現(xiàn)驅動晶體管121 而不改變其配置，則將驅動晶體管121的源極端S連接到有機EL元件127, 導致源極-柵極電壓Vgs的變化根據有機EL元件127的依賴于時間的改變。由此，流過有機EL元件127的電流量改變以引起發(fā)光亮度的改變。
在第一實施例中，沒有特別關注驅動晶體管121的特性。然而，如果驅動晶體管121的特性在像素間不同，則特性的差異影響流過驅動晶體管121 的電流Ids。作為示例，從公式(1)可以看出，視像素而定的遷移率^或閾值電壓Vth的變化或隨著時間的遷移率/z或閾值電壓Vth的改變使得即使柵極-源極電壓Vgs相同，也引起流過驅動晶體管121的電流Ids的變化或依賴于時間的改變。第二實施例的像素電路圖6所示的第二實施例的像素電路P，提供有這樣的電路，該電路被配置為防止圖7所示的比較示例的像素電路P，，的問題，即有機EL元件127中依賴于時間的劣化或由于驅動晶體管121的特性變化而引起的驅動電流的改變第二實施例的像素電路P，優(yōu)于圖7所示的比較示例的像素電路P",在于驅動晶體管121和發(fā)光控制晶體管122以相反順序排列；保持電容器120連接在驅動晶體管121的柵極和源極之間；以及第二實施例的像素電路P，進一步包括自舉電路130和閾值電壓取消電路140。被配置為驅動像素電路P'的垂直驅動器103除了寫掃描器104和驅動掃描器105之外還包括兩個閾值取消掃描器114和115。從驅動信號發(fā)生器200 (見圖1,在圖6中未示出)向閾值取消掃描器114和115提供必要的脈沖信號作為用于垂直驅動的脈沖信號，如作為用于開始垂直方向的閾值檢測的月永沖的示例的移位開始脈沖SPAZ1和SPAZ2以及垂直掃描時鐘CKAZ1和 CKAZ2。盡管圖6僅示出了一個像素電路P，，但是如圖l所示，具有類似結構的像素電路P，以矩陣排列。在以矩陣排列的像素電路P，中，除了響應于寫驅動脈沖WS而凈皮寫掃描器104驅動的、與n行對應的寫掃描線104WS-1到104WS_n 以及響應于掃描驅動脈沖DS而被驅動掃描器105驅動的、與n行對應的驅動掃描線105DS—1到105DS—n之外，還為相應的像素行提供響應于閾值取消脈沖AZ1而被第一閾值取消掃描器114驅動的、與n行對應的閾值取消掃描線 114AZ_1到114AZ—n以及響應于閾值取消l永沖AZ2而:^皮第二閾值取消掃描器 115驅動的、與n^亍對應的閾值取消掃描線115AZ-1到115AZ_n。自舉電路13 0包括與有機EL元件12 7并聯(lián)連接的n溝道檢測晶體管12 4 。檢測晶體管124以及連接到驅動晶體管121的柵極和源極的保持電容器120 組成了自舉電路130。保持電容器120也作為自舉電容器。閾值電壓取消電路140包括驅動晶體管121的柵極端G和第二電源電勢 Vc2之間的n溝道檢測晶體管123。檢測晶體管123、驅動晶體管121、發(fā)光控制晶體管122和連接在驅動晶體管121的柵極和源極之間的保持電容器120 組成了閾值電壓取消電路140。保持電容器120也作為閾值電壓保持電容器，其4皮配置為保持所檢測到的閾值電壓Vth。檢測晶體管123可以是在驅動晶體管121的柵極端G (控制輸入端)提供的開關晶體管。檢測晶體管123具有連接到地電勢Vofs的源極端S、連接到驅動晶體管121的柵極(節(jié)點ND122 )的漏極端S和連接到閾值取消掃描線114AZ的柵極端G。保持電容器120具有連接到驅動晶體管121的源極端S的第一端以及連接到驅動晶體管121的柵極端G的第二端。在圖6中，驅動晶體管121的源極端由節(jié)點ND121表示而驅動晶體管121的柵極端G由節(jié)點ND122表示。因此，保持電容器120連接在節(jié)點ND121和ND122之間。驅動晶體管121的漏極端D連接到發(fā)光控制晶體管122的源極端S。發(fā) 光控制晶體管122的漏極端D連接到第一電源電勢Vcl。驅動晶體管121的源極端S直接連接到有機EL元件127的陽極端A。有機EL元件127的陰極端K連接到可以作為基準電勢的陰極電勢Vcath。檢測晶體管124可以是開關晶體管，并且具有連接到作為驅動晶體管Ul 的源極端S和有機EL元件127的陽極端A之間的連接節(jié)點的節(jié)點ND121的漏極端D、連接到可以作為基準電勢的示例的地電勢Vsl的源極端S以及連接到闊值取消掃描線115AZ的柵極端G。保持電容器120連接在驅動晶體管121的柵極和源極之間，并且驅動晶體管121的源極端S的電勢通過檢測晶體管124連接到固定電勢。當采樣晶體管125由寫掃描線104WS選擇時，采樣晶體管125操作以采樣來自信號線106HS的像素信號Vsig,并通過節(jié)點ND122將其保持在保持電容器120中。將在保持電容器120中保持的電勢稱為信號電勢Vin。驅動晶體管121通過根據在保持電容器120中保持的信號電勢Vin的電流來驅動有機EL元件127。當發(fā)光控制晶體管122由驅動掃描線105DS選擇時使其開始導通，并從電源電勢Vcl將電流提供到驅動晶體管121。當從閾值取消掃描器114和115將有效高閾值取消脈沖AZ1和AZ2提供到閾值掃描線114AZ和115AZ以分別將檢測晶體管123和124設置到選擇狀態(tài)時，檢測晶體管123和124在有機EL元件127由電流驅動之前操作以檢測驅動晶體管121的閾值電壓Vth。所檢測的電勢保持在保持電容器120中以預先消除閾值電壓Vth的影響。為了保證具有上述配置的像素電路P，的正常操作，將地電勢Vsl設置為低于通過從地電勢Vofs中減去驅動晶體管121的閾值電壓Vth而獲得的電平。即設置條件"Vsl <Vofs-Vth"。此外，通過將有機EL元件127的閾值電壓Vthel加到有機EL元件127 的陰極端K的電勢Vca th而獲得的電平被設置為高于通過從地電勢Vof s中減去驅動晶體管121的閾值電壓Vth而獲得的電平。即設置條件"Vcath+Vthel 〉Vofs-Vth"。優(yōu)選地，將地電勢Vofs設置在從信號線106HS提供的像素信號Vsig的最低電平附近。第二實施例的像素電路的操作圖8到14是示出第二實施例的像素電路P，的操作的圖。圖8是示出了第二實施例的像素電路P，的操作的縱覽的定時圖，而圖9、 10、 11、 13和14 是示出在確定定時處的操作的等效電路圖。圖12是示出在閾值校正時間段期間驅動晶體管121的操作特性的圖。圖8示出當驅動4象素電路P，時通過寫掃描線104WS^v寫掃描器104向傳_ 素電路P，(更具體地，采樣晶體管125的柵極)提供的寫驅動脈沖WS、通過閾值取消掃描線114AZ從闊值取消掃描器114向像素電路P，(更具體地，檢測晶體管123的柵極)提供的閾值取消脈沖(自動零脈沖)AZ1、通過閾值取消掃描線115AZ從閾值取消掃描器115向像素電路P，(更具體地，檢測晶體管124的柵極)提供的閾值取消脈沖(自動零脈沖)AZ2、通過驅動掃描線 105DS從驅動掃描器105向像素電路P，(更具體地，發(fā)光控制晶體管122的柵極)提供的掃描驅動脈沖DS以及驅動晶體管121的柵極電勢Vg(節(jié)點ND122 的電勢)和源極電勢Vs (節(jié)點ND121的電勢)之中一場(one field) (IF) 的時間段內的定時關系。在圖9、 10、 11、 13和14中，通過使用開關符號示出了晶體管122、 123、 124和125。在正常發(fā)光狀態(tài)中(時間T21之前)，只有從驅動掃描器105輸出的掃描驅動脈沖DS是有效高的，并且其它脈沖，即分別從寫掃描器104以及閾值取消掃描器114和115輸出的寫驅動脈沖WS以及閾值取消脈沖AZ1和AZ2,是無效低的。由此，只有發(fā)光控制晶體管122導通。在這種狀態(tài)中，如圖9所示，將驅動晶體管121設置在飽和區(qū)中操作，并且根據驅動晶體管121的柵極-源極電壓Vgs,流過有機EL元件127的電流Ids具有由公式(1 )給出的值。換句話說，驅動晶體管121作為恒流源操作。然后，當發(fā)光控制晶體管122導通時，基本上同時地將閾值取消脈沖AZ1和AZ2設置為有效高。由此導通檢測晶體管123和124 (T21)。首先檢測晶體管123導通或124導通。這防止了電流流過有機EL元件127，使得將有機 EL元件127設置到非發(fā)光狀態(tài)。在這種狀態(tài)中，如圖10所示，將地電勢Vofs通過檢測晶體管123提供到驅動晶體管121的柵極端G,并且將地電勢Vsl通過檢測晶體管124提供到驅動晶體管121的源極端S。驅動晶體管121的柵極-源極電壓Vgs具有由 Vofs-Vsl給出的值。然而，由于設置條件"Vsl〈Vofs-Vth",所以驅動晶體管121仍然導通，并且對應的電流Idsl流動。為了將有機EL元件127設置到非發(fā)光狀態(tài)，設置地電勢Vofs和地電勢 Vsl的電壓，以便滿足關系"Vcath+Vthel > Vofs-Vth"。即，在4交正閾值的操作之后施加到有機EL元件127的陽極端A的電壓Vel (=Vofs-Vth)小于有機EL元件127的閾值電壓Vthel和陰極電壓Vcath之和。這使得沒有電流流過有機EL元件127,以將有機EL元件127設置到非發(fā)光狀態(tài)。因此，驅動晶體管121的漏極電流Idsl通過檢測晶體管124(其導通)從電源電勢Vcl 流至地電勢Vsl。然后，當發(fā)光控制晶體管122和檢測晶體管123導通時，將閾值取消脈沖AZ2設置為無效低。由此檢測晶體管124導通，并且到達閾值校正時間段 (T22),在該閾值校正時間段期間校正(取消)驅動晶體管121的閾值電壓 Vth。在這種狀態(tài)中，如圖ll所示，由包括二極管(在圖11所示的結構中，連接FET的漏極D和柵極G )和寄生電容器Cel的并行電路表示有機EL元件 127的等效電路。由此，只要條件"Vel《Vcath+Vthel"滿足，即只要有機 EL元件127的漏電流遠遠小于流過驅動晶體管121的電流，則驅動晶體管121 的電流用于充電保持電容器120和寄生電容器Cel。作為結果，當阻塞流過驅動晶體管121的漏極電流Ids的電流路徑時，如圖12所示，有機EL元件127的陽極端A的電壓Vel (即節(jié)點ND121的電勢)隨著時間增大。當節(jié)點ND121的電勢和節(jié)點ND122的電勢之差變?yōu)榈扔?閾值電壓Vth時，驅動晶體管121的狀態(tài)從導通狀態(tài)變?yōu)榻刂範顟B(tài)。由此，漏極電流不流動，并且閾值校正時間段結束(T23)。也就是說，在經過確定時間段之后，驅動晶體管121的柵極-源極電壓Vgs具有閾值電壓Vth的值。在這種狀態(tài)中，獲得條件"Vel=Vofs-Vth《Vcath+Vthel"。也就是說，將等于閾值電壓Vth的節(jié)點ND121和ND122之間的電勢差保持在保持電容器120中。因此，當4企測晶體管123和124分別由閾值取消掃描線114AZ和115AZ 選擇時，檢測晶體管123和124操作以檢測驅動晶體管121的闊值電壓Vth, 并將其保持在保持電容器120中。
在該閾值取消操作結束之后，將掃描驅動脈沖DS和閾值取消脈沖AZ2順序地設置為無效低，以便以所述順序(T23和T24 )截止發(fā)光控制晶體管122 和檢測晶體管123。由于發(fā)光控制晶體管122在檢測晶體管123截止之前截止，所以可以抑制驅動晶體管121的柵極端G的電壓Vg的改變。
在時間T22和T23之間經過閾值取消(Vth校正時間段)之后，所檢測到的驅動晶體管121的閾值電壓Vth仍然作為校正電勢保持在保持電容器120 中。
然后，將寫驅動脈沖WS設置到有效高以導通采樣晶體管125，并且到達將像素信號Vsig寫入保持電容器120的時間段(T25到T26 )。保持像素信號 Vsig以便將其加到驅動晶體管121的閾值電壓Vth。結果，持續(xù)地取消驅動晶體管121的閾值電壓的改變。由此，執(zhí)行閾值校正。
在這種狀態(tài)中，當將像素信號Vsig提供到驅動晶體管121的柵極端G時，如圖13所示，柵極電壓Vg變?yōu)樾盘栯妷篤sig。驅動晶體管121的柵極-源極電壓Vgs (即寫入保持電容器120的輸入電勢Vin)通過使用保持電容器 120(具有電容值Cs)、有機EL元件127的寄生電容器Cel (具有電容值Cel) 以及柵極和源極之間的寄生電容器(具有電容值Cgs)由以下的公式(2)給出
<formula>formula see original document page 20</formula>
寄生電容器Cel通常遠遠大于保持電容器20的電容值Cs以及柵極和源極之間的寄生電容器的電容值Cgs。由此，寫入保持電容器120的輸入電勢 Vin基本上等于"Vsig-Vofs+Vth"。因此，通過將地電勢Vof s設置在像素信號Vsig的黑電平(可以是地(GND)電平)的附近，柵極-源極電壓Vgs (等于輸入電勢Vin)基本上等于"Vsig+Vth"。
然后，將寫驅動脈沖WS設置到無效低以截止采樣晶體管125。在寫時間段(T26)結束之后，將掃描驅動脈沖DS設置到有效高，以導通發(fā)光控制晶體管122 (T27)。這增大了到電源電壓Vcl的驅動晶體管121的漏極端D的電壓。
在這種狀態(tài)中，驅動晶體管121的柵極-源極電壓Vgs是恒定的。由此，如圖14所示，驅動晶體管121使恒定電流Ids2流過有沖幾EL元件127。結果，發(fā)生電壓下降，并且將有機EL元件127的電勢Vel (=節(jié)點ND121的電勢) 增大到電流Ids2流過有機EL元件127的電壓Vx，并且有機EL元件127發(fā) 光。
此外在第二實施例的像素電路P，中，如果發(fā)光時間很長，則有機EL元件 127的I-V特性改變。節(jié)點ND121的電勢也因此改變。
然而，在采樣晶體管125截止的時間段中，由于連接在驅動晶體管121 的柵極和源極之間的保持電容器120的影響，節(jié)點ND122的電勢根據節(jié)點 ND121的電勢的增大而增大，并且將驅動晶體管121的柵極-源極電勢Vgs持續(xù)地維持到基本上等于"Vsig+Vth，，而不管節(jié)點ND121的電勢的增大。由此，在流過有機EL元件127的電流中不發(fā)生改變。因此，即使有機EL元件127 的I-V特性劣化，恒定電流Ids也會連續(xù)地流動，并且有機EL元件127連續(xù) 地發(fā)射具有根據像素信號Vsig的亮度的光。亮度中不發(fā)生改變。
將更加詳細地描述由具有包括n溝道驅動晶體管121的電源跟隨器電路的像素電路P，實現(xiàn)的優(yōu)點，其中保持電容器120連接在驅動晶體管121的柵極和源極之間，而驅動晶體管121的源極端S選擇性地通過檢測晶體管124 連接到固定電勢(在該示例中，地電勢Vsl)。
在將像素信號Vsig寫入保持電容器120之后有機EL元件127的發(fā)光時間(時間T27之后)中，截止檢測晶體管124以使電流開始流過有機EL元件 127。由于驅動晶體管121的柵極端G和源極端S之間保持電容器120的存在，所以驅動晶體管121的柵極-源極電勢Vgs持續(xù)地基本上等于"Vsig+Vth"，而不管驅動晶體管121的源極電勢Vs的改變。
此外，驅動晶體管121作為恒流源操作。由此，即Y吏有機EL元件127的 I-V特性隨著時間改變并且驅動晶體管121的源極電勢Vs根據其而改變，驅動晶體管121的柵極-源極電勢Vgs也由保持電容器120維持在恒定電平 (sVsig+Vth)。在流過有機EL元件127的電流中不發(fā)生改變，并且有機EL 元件127的發(fā)光亮度也維持在恒定級別。
在下文中將這樣的亮度校正操作稱為"自舉操作"。根據有機EL元件127 的I-V特性的依賴于時間的改變，自舉操作使能圖像顯示而沒有亮度劣化。
因此，在第二實施例的像素電路P，中，自舉電路130作為配置為校正有機EL元件127 (可以作為電光元件的示例)的電壓-電流特性的改變的驅動信號穩(wěn)定電路以將驅動電流維持在恒定水平。
此外，由于像素電路P，由包括n溝道驅動晶體管121的電源跟隨器電路形成，所以即使由具有陽極電極和陰極電極而不改變其配置的現(xiàn)有有機EL元件實現(xiàn)有機EL元件127,也可以驅動有機EL元件127。另外，外圍晶體管 122、 123、 124和125以及驅動晶體管121可以由n溝道晶體管形成以構建像素電路P，，并且TFT也可以使用非晶硅(a-Si )工藝來生產。由此，可以降低TFT襯底的成本。
第二實施例的像素電路P，還提供有閾值電壓取消電路140,并且在閾值校正時間段期間檢測晶體管123和124的操作允許取消驅動晶體管121的閾值電壓Vth并允許恒定電流Ids (不受閾值電壓Vth的變化的影響)流動。由此，可以獲得高質量圖像。
因此，為了防止由于驅動晶體管121的特性變化(在該示例中，特別地，閾值電壓的改變)而引起的驅動電流Ids的影響，閾值電壓取消電路140作為被配置為校正閾值電壓的影響以將驅動電流維持在恒定水平的驅動信號穩(wěn) 定電路。
第二實施例的采樣晶體管的操作和特性
如在第一實施例中那樣，將討論在像素電路P，中提供的、用于信號寫的采樣晶體管125的操作和特性。如果在有機EL元件127發(fā)光期間采樣晶體管 125或檢測晶體管123的漏電流很大，則保持在保持電容器120中的電壓根據漏電流的水平而變化。
結果，由于采樣晶體管125或檢測晶體管123的漏電流，保持驅動晶體管121的柵極-源極電壓Vgs的性能劣化以阻止有機EL元件127持續(xù)地發(fā)射具有恒定亮度的光。這導致即使校正驅動晶體管121的閾值電壓Vth，也會由于采樣晶體管125或檢測晶體管123的漏電流而引起不一致質量的顯示圖像。
由于漏電流引起的不一致質量很大程度上取決于檢測晶體管123或采樣晶體管125。當從檢測晶體管123或采樣晶體管125觀察時，保持電容器(像素電容器)120和有機EL元件127的寄生電容器Cel串聯(lián)連接，并且組合電容由此小于保持電容器120的電容值Cs。另一方面，當從檢測晶體管124觀察時，保持電容器120和寄生電容器Cel并聯(lián)連接，并且組合電容由此大于保持電容器120的電容值Cs。因此，檢測晶體管124在防御漏電流方面比檢測晶體管123或采樣晶體管125更加健壯。
因此在第二實施例中，如第一實施例中那樣，檢測晶體管123和采樣晶體管125組成LDD結構，并且為了減小檢測晶體管123和采樣晶體管125的漏電流，將檢測晶體管123和采樣晶體管125的漏極端D側(保持電容器120 側)的LDD長度設置得長于驅動晶體管121的LDD長度。
將該配置應用于可能影響在保持電容器120中保持的電壓的所有開關晶體管(即檢測晶體管123和采樣晶體管125),這是因為由于不應用所述配置的晶體管引起的漏電流的影響是不可接受的。
使用該配置，第二實施例的像素電路P，也可以減小檢測晶體管123和采樣晶體管125的漏電流。這導致由于檢測晶體管123和采樣晶體管125的漏電流引起的、在保持電容器120中保持的電壓的變化的減小，以及由于4全測晶體管123和采樣晶體管125的漏電流引起的、圖像質量的變化的減小。因此，與不使用第二實施例的情況相比，可以獲得一致的圖像質量。
雖然已經描述了本發(fā)明的一些實施例，但是本發(fā)明的技術范圍不限于在實施例中描述的范圍。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對前述實施例做出各種修改和改進，并且這樣的修改或改進也可以落入本發(fā)明的技術范圍內。
前述實施例并非旨在限制所附權利要求的范圍，并且在前述實施例中公開的特征的所有組合對于本發(fā)明可能不是實質性的。前述實施例是本發(fā)明的
除去在實施例中公開的一些特征，則不包括除去的特征的實施例可以作為本發(fā)明的實施例提取，只要可以實現(xiàn)本發(fā)明的一些優(yōu)點即可。
例如，在第一實施例中，被配置為在一場的時間段內控制有機EL元件 127的發(fā)光時間的發(fā)光控制晶體管122與驅動晶體管121串聯(lián)提供。如可以從前述描述中可預期的那樣，像素電路P并非必須包括發(fā)光控制晶體管122。
此外，在第一實施例中，將提供有有效高驅動脈沖的n溝道晶體管用作采樣晶體管125?？商鎿Q地，可以使用提供有有效低驅動脈沖的p溝道晶體管。在這種情況下，如在前述實施例中描述的那樣，p溝道采樣晶體管125 可以組成LDD結構并且可以將采樣晶體管125的長度設置得長于驅動晶體管 121的LDD長度。
此外，連接到驅動晶體管121的控制輸入端的開關晶體管已經在采樣晶體管125和檢測晶體管123的上下文中描述，所述采樣晶體管125被配置為根據亮度信息選擇性地將信號供應到驅動晶體管121的控制輸入端(柵極端 G ),所述檢測晶體管123被配置為在驅動晶體管121的柵極端G選擇性地檢測驅動晶體管121的閾值電壓Vth,將所述檢測晶體管123用在提供了被配置為校正(取消)驅動晶體管121的閾值電壓Vth的變化的閾值電壓取消電路140的情況中。然而，可以使用任何其它開關晶體管。
在驅動晶體管121的柵極端側提供的電路配置不限于第一或第二實施例的配置。類似的配置可以應用于連接到驅動晶體管121的柵極端并且其漏電流可能影響在保持電容器120中保持的電壓的任意開關晶體管。
像應用了涉及LDD長度的條件的第二實施例的檢測晶體管125和采樣晶體管123那樣，將這樣的配置應用于其漏電流可能影響在保持電容器120中保持的電壓的所有開關晶體管。否則，不應用所述配置的晶體管的漏電流的影響將不能忽略。
雖然作為示例已經描述了包括有機EL元件作為像素的顯示元件的有機 EL顯示裝置，但這僅僅是個示例。可以使用任何包括其亮度隨著流過其的電流而變化的電光元件作為像素的顯示元件的顯示裝置。
本領域的技術人員應該理解，根據設計要求和其它因素，可以發(fā)生各種修改、組合、自組合和變更，只要它們落在所附權利要求或其等價物的范圍內即可。
權利要求
1. 一種像素電路，包括電光元件，被配置為響應于驅動信號而發(fā)光；驅動晶體管，被配置為將該驅動信號提供給該電光元件；像素電容器，連接到該驅動晶體管的控制輸入端；開關晶體管，提供在該驅動晶體管的控制輸入端；以及驅動信號穩(wěn)定電路，被配置為將該驅動信號維持在恒定電平，其中該驅動晶體管和該開關晶體管中的每一個均具有輕摻雜漏極結構，以及其中該開關晶體管的輕摻雜漏極區(qū)具有比該驅動晶體管的輕摻雜漏極區(qū)更長的長度。
2. 根據權利要求1所述的像素電路，其中該開關晶體管包括釆樣晶體管，所述采樣晶體管被配置為選擇性地將根據亮度信息的信號饋入該驅動晶體管的控制輸入端。
3. 根據權利要求2所述的像素電路，其中該開關晶體管進一步包括檢測晶體管，所述檢測晶體管被配置為選擇性地檢測該驅動晶體管的閾值電壓。
4. 一種顯示裝置，包括像素陣列單元，包括以矩陣排列的像素電路，每一個像素電路包括電光元件，被配置為響應于驅動信號而發(fā)光，驅動晶體管，被配置為將該驅動信號提供給該電光元件，像素電容器，連接到該驅動晶體管的控制輸入端，開關晶體管，提供在該驅動晶體管的控制輸入端，以及驅動信號穩(wěn)定電路，被配置為將該驅動信號維持在恒定電平，其中該驅動晶體管和該開關晶體管中的每一個均具有輕摻雜漏極結構，以及其中該開關晶體管的輕摻雜漏極區(qū)具有比該驅動晶體管的輕摻雜漏極區(qū)更長的長度；以及寫掃描器，被配置為選擇性地將根據亮度信息的信號提供到該像素電路的驅動晶體管的每一個控制輸入端。
全文摘要
像素電路包括電光元件，被配置為響應于驅動信號而發(fā)光；驅動晶體管，被配置為將驅動信號提供給電光元件；像素電容器，連接到驅動晶體管的控制輸入端；開關晶體管，提供在驅動晶體管的控制輸入端；以及驅動信號穩(wěn)定電路，被配置為將驅動信號維持在恒定電平。驅動晶體管和開關晶體管中的每一個均具有輕摻雜漏極結構，并且開關晶體管的輕摻雜漏極區(qū)具有比驅動晶體管的輕摻雜漏極區(qū)更長的長度。
文檔編號H05B33/12GK101303825SQ20081009910
公開日2008年11月12日申請日期2008年5月9日優(yōu)先權日2007年5月9日
發(fā)明者內野勝秀, 山下淳一, 山本哲郎申請人:索尼株式會社

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