顯示驅動電路的製作方法
2023-05-10 08:07:11
專利名稱：顯示驅動電路的製作方法
技術領域：
本發明關於一種顯示驅動電路，具有將來自電源的電流供給場致發光(EL)組件上的驅動電晶體，且控制該驅動電晶體以控制EL組件的發光。
現有技術將屬於自發光組件的場致發光(E1ectroluminescene以下簡稱EL)組件在各像素中當作發光組件來使用的EL顯示裝置，為一種自發光類型，同時具有薄型且消耗電力小等優點，且以取代液晶顯示裝置(LCD)及CRT等顯示裝置而受到注目。
尤其是，在將個別控制EL組件的薄膜電晶體(TFT)等的開關組件設在各像素上，且在每一像素中控制EL組件的有源矩陣型EL顯示裝置中，可進行高精細的顯示。
在該主動矩陣型EL顯示裝置中，於基板上有多條柵極線延伸於列方向，而有多條的數據線及電源線延伸於行方向，而各像素包含有機EL組件、選擇TFT、驅動用TFT及保持電容。由選擇柵極線以使選擇TFT導通，且將數據在線的數據電壓充電至保持電容中，利用該電壓驅動TFT導通而將來自電源線的電力流至有機EL組件上。
在專利文獻1中，揭示一種在各像素上，追加p溝道的2個TFT以作為控制用的電晶體，且向數據線流入信號電流的電路。
圖4顯示記載於該專利文獻1中的像素電路。如此，柵極連接於scanA的n溝道TFT(選擇TFT)3的一端連接在流入電流Iw的數據線data上，而另一端則連接在p溝道TFT1及p溝道TFT(驅動TFT)4的一端上。TFT1將另一端連接在電源線Vdd上，而將柵極連接在有機EL組件(OLED)驅動用的p溝道TFT2的柵極上。又，TFT4將另一端連接在TFT1及TFT2的柵極上。然後，TFT4的柵極連接在scanB上。
在該構成中，使scanA成為H以使TFT3導通，同時使scanB成為L以使TFT4導通。然後，對data流入對應於數據的電流Iw。藉此，TFT1在柵極源極間會短路，而電流Iw會轉換成電壓，且將其電壓設定在TFT1、2的柵極上。然後，在關斷TFT3、4之後，由於TFT2的柵極電壓可由電容器C保持，所以之後也可使對應於電流Iw的電流流入TFT2，且利用該電流使有機EL組件(OLED)發光。然後，由使scanB成為L，TFT1就會導通，而其柵極電壓會上升，且電容器C會放電並使數據消除，而TFT1、TFT2會關斷。
若依據該電路，則藉由對TFT1流入電流，即可使該電流轉換成電壓並決定柵極電壓，且按照該柵極電壓而決定TFT2之電流量。因而，可對信號電流Iw設定TFT2的電流量。
是公布號為2001-147659的日本專利發明內容(本發明所欲解決的問題)但是，在該電路中，需要用以控制TFT4的scanB，必須在數據寫入時及數據消除時驅動該scanB。
尤其是，在數據寫入時，必須驅動scanA、B雙方的線，而有增加驅動器負擔的問題。又，在消除時，雖然因TFT4導通而使TFT1的柵極電壓上升，但是由於透過TFT1而使其柵極電壓上升，所以有柵極電壓無法充分上升的情況。在該情況下，也有對TFT2持續流入若干電流，而使黑色顯示變得不充分的問題。
本發明有鑑於上述問題，目的在於提供一種可減輕電源及驅動器的負擔，且可確實進行黑色顯示的像素電路。
(解決問題的手段)本發明一種顯示驅動電路，具有將來自電源的電流供給至場致發光組件的驅動電晶體，且控制該驅動電晶體以控制場致發光組件的發光者，其特徵為包含有數據線，由對應於發光量的數據電流而進行驅動；柵極線，由選擇欲發光的場致發光組件的選擇信號而進行驅動；選擇電晶體，其一端連接在上述數據線，而其柵極連接在柵極線；電壓轉換電晶體，其一端連接在該選擇電晶體的另一端上，而另一端連接在電源上，同時其柵極連接在上述驅動電晶體的柵極上；短路電晶體，用以連接上述選擇電晶體的另一端、及上述電壓轉換電晶體的柵極，同時其柵極連接在上述柵極線；消除電晶體，其一端連接在上述驅動電晶體的柵極上，而另一端連接在電源上，同時其柵極連接在消除線；以及電容器，連接在驅動電晶體的柵極上用以保持電壓；其中，以對應於數據的電流來驅動上述數據線，同時驅動上述柵極線並使上述選擇電晶體、短路電晶體導通，以對上述電壓轉換電晶體流入對應於數據的電流，藉此使上述電容器充電至對應於數據的電壓，透過驅動電晶體使對應於該電容器的充電電壓的電流流入場致發光組件，且由在經過預定的發光期間後驅動上述消除線，而使上述消除電晶體導通並從上述電容器放電。
本發明為一種顯示驅動電路，具有將來自電源的電流供給至場致發光組件的驅動電晶體，且控制該驅動電晶體以控制場致發光組件的發光，其特徵為包含有數據線，藉對應於發光量的數據電流而進行驅動；柵極線，藉選擇使之發光的場致發光組件的選擇信號而進行驅動；選擇電晶體，其一端連接在上述數據線，而其柵極連接在柵極線；電壓轉換電晶體，其一端連接在該選擇電晶體的另一端上，而另一端連接在電源上，同時其柵極連接在上述驅動電晶體的柵極上；短路電晶體，用以連接上述選擇電晶體的另一端、及上述電壓轉換電晶體的柵極，同時將寫入時序信號接收於柵極上；消除電晶體，其一端連接在上述驅動電晶體的柵極上，而另一端連接在電源上，同時其柵極連接在消除線；以及電容器，連接在驅動電晶體的柵極上且用以保持電壓；其中以對應於數據的電流來驅動上述數據線，同時驅動上述柵極線並使上述選擇電晶體導通，且利用寫入時序信號使短路電晶體導通，以對上述電壓轉換電晶體流入對應於數據的電流，藉此使上述電容器充電至對應於數據的電壓，透過驅動電晶體使對應於該電容器的充電電壓的電流流入場致發光組件，且由在經過預定之發光期間後驅動上述消除線，以使上述消除電晶體導通並從上述電容器放電。
上述寫入時序信號最好以與上述選擇信號選擇相同的時序，變成寫入位準，且選擇信號在維持選擇狀態的期間內結束以前變化成非寫入位準。
又，上述寫入時序信號最好從與上述柵極線並設的寫入線所供給。
又，上述驅動電晶體、電壓轉換電晶體及消除電晶體以p溝道電晶體為佳，而上述選擇電晶體及短路電晶體以n溝道電晶體為佳。
又，上述驅動電晶體、電壓轉換電晶體、消除電晶體、選擇電晶體及短路電晶體最好全部皆為n溝道電晶體為佳。
又，上述驅動電晶體、電壓轉換電晶體、消除電晶體、選擇電晶體及短路電晶體最好全部為p溝道電晶體。
又，上述驅動電晶體、電壓轉換電晶體、消除電晶體、選擇電晶體及短路電晶體，最好全部對應設於每一像素上的場致發光組件，而設在每一像素上，且像素配置成矩陣狀，柵極線配置於列方向，數據線配置於行方向。
(發明效果)如以上說明，若依據本發明，則由將對應於數據線的數據的電流(數據電流)流入至電壓轉換電晶體，即可決定其柵極電壓，且按照其柵極電壓而決定驅動電晶體的電流量。然後，由於電壓轉換電晶體、及驅動電晶體的雜質濃度等可設定為大致相同，所以可依該電壓轉換電晶體、及驅動電晶體的柵極尺寸比，而對數據電流設定驅動電晶體的電流量。因此，具有排除面板中電晶體的特性不均的影響，且可進行均質顯示的優點。然後，在取入來自數據線的數據電流時，只要驅動柵極線即可，且可減輕電源、驅動器的負擔。而且，利用消除線，由於可將驅動TFT的柵極確實設定至電源為止，所以可確實使驅動電晶體關斷，並可確實進行有機發光組件50的黑色顯示。
附圖簡單說明
圖1顯示具體實施例的構成圖。
圖2顯示另一具體實施例的構成圖。
圖3顯示又另一具體實施例的構成圖。
圖4顯示現有技術例的構成圖。
圖5顯示圖1的具體實施例的時序圖。
圖6顯示又另一具體實施例的構成圖。
圖7顯示圖6具體實施例的時序圖。
圖8顯示又一具體實施例的構成圖。
圖9顯示另一具體實施例的構成圖。
10 選擇TFT 12 電壓轉換TFT14 驅動TFT 16 短路TFT18 消除TFT 50 有機EL組件C保持電容 Data數據線ESL、ESLB、ESLG、ESLR 消除線GL 柵極線Iw 數據電流PVDD 電源線Write Line 寫入線具體實施方式
以下，系根據圖式說明本發明之具體實施例。
圖1顯示具體實施例構成圖，且顯示m列n行有源矩陣型EL顯示裝置中各像素的電路構成。在基板上有柵極線GL、RGB 3色用的消除掃描線ESLR、ESLG、ESLB的4條以每一像素的區劃而延伸於列方向，而數據線Data及電源線PVDD的2條則以每一像素的區劃而延伸於行方向上。另外，在此例中，各像素上側的柵極線GL、及消除掃描線ESLR、ESLG、ESLB的1條連接在該像素的TFT上，而各像素左側的數據線Data、及右側的電源線PVDD則連接在該像素上。圖中，由左算起第1行成為藍色(B)，第2行成為綠色(G)，第3行成為紅色(R)，且在各行的像素上分別連接有消除線ESLB、ESLG、ESLR。
各像素除了具備有機EL組件50之外，也包含有3個p溝道TFT、2個n溝道TFT及保持電容C。
n溝道的選擇TFT10將其漏極與數據線Data相連接，將其柵極與柵極線GL相連接，其源極則連接在p溝道的電壓轉換TFT12的漏極上。該電壓轉換TFT12的源極連接在電源線PVDD上，而其柵極則連接在驅動TFT14的柵極上。再者，在電壓轉換TFT12的漏極上連接有n溝道短路TFT16的源極，而短路TFT16的漏極連接在電壓轉換TFT12的柵極上。又，短路TFT16的柵極與選擇TFT10同樣地連接在柵極線GL上。
驅動TFT14的源極連接在電源線PVDD上，而其漏極則連接在有機EL組件50的陽極上。然後，有機EL組件50的陰極連接在接地上。因此，由使驅動TFT14導通，即可使其電流流入有機EL組件50，且使有機EL組件50發光。
再者，在電壓轉換TFT12及驅動TFT14的柵極上，連接有其源極連接在電源線PVDD上的p溝道的消除TFT18的漏極。該消除TFT18的柵極按照像素的顏色而連接有消除線ESL中的1條。圖中的左上(最左行)的像素上，連接有消除線ESLB(藍色)。
又，在電壓轉換TFT12及驅動TFT14的柵極上，連接有其一端連接在電源線PVDD上的保持電容C的一端。
在該構成中，使1個像素髮光時，使該列的柵極線成為H以使選擇TFT10及短路TFT16導通。然後，對數據線流入對應於數據的數據電流Iw。
藉此，電壓轉換TFT12可利用短路TFT16的導通而使其柵極漏極間短路，且對電壓轉換TFT12流入數據電流Iw。又，電壓轉換TFT12與驅動TFT14由於構成電流鏡，所以也對該驅動TFT14流入數據電流Iw。另外，若變更電壓轉換TFT12與驅動TFT14的柵極尺寸的話，則對應於該尺寸比的電流會流入驅動TFT14。
有機EL組件50使從陽極注入的空穴與從陰極注入的電子在發光層內再結合併激勵發光分子，而該發光分子從激勵狀態回到基態時會發光。有機EL組件50的發光亮度與供給至有機EL組件50的電流大致成正比，且如上所述由流入將每一像素上所決定的數據電流Iw流至有機EL組件50的電流，以對應於數據信號的亮度使有機EL組件發光，而可在顯示裝置整體上進行所期望的影像顯示。
然後，此時，電壓轉換TFT12及驅動TFT14的柵極電壓設定成對應數據電流Iw者，而保持電容C可充電至該電壓(相對於電壓PVDD為較低的電壓)。由不對數據線Data流入電流，且之後使柵極線GL變成L即可使選擇TFT10、短路TFT16關斷，雖然電壓轉換TFT12也會關斷，但是電壓轉換TFT12及驅動TFT14的柵極電壓可由保持電容C所保持。因而，在驅動TFT14上，持續流入相同的電流，且使有機EL組件50繼續發光。
其次，在經過預定的發光時間的情況下，消除線ESL(例如，ESLB)會被設定成L。藉此，消除TFT18會導通，保持電容C的兩端皆連接在電源線PVDD上並放電，而驅動TFT14的柵極則變成PVDD且被關斷。藉此，即可停止有機EL組件50的發光。
另外，柵極線GL在圖框1的顯示期間依序一個接一個地導通，藉此，連接在該柵極線GL上的列的選擇TFT10、短路TFT16就會導通。在該狀態下，數據線Data會一條接一條地依序被驅動。亦即，被驅動的1條數據線Data會流入對應於顯示數據(亮度數據)的數據電流Iw。藉此，電流就會流入連接在流入有數據電流Iw的數據線Data上的像素的電壓轉換TFT12及驅動TFT14，而該像素的有機EL組件50就會開始發光。然後，由流入該數據電流Iw，所對應的電壓就會保持於保持電容C中，且在停止數據電流Iw之後驅動TFT14的電流也可維持。而且，在柵極線GL變成L，選擇TFT10、短路TFT14變成關斷之後，驅動TFT14也會持續流入電流。
然後，如上所述，由將被連接的消除線ESL設定在L，即可使驅動TFT14關斷。在此，消除線ESLR、ESLG、ESLB分別以個別的時序設定成L。藉此，可按照R、G、B各色，控制發光時間。亦即，一像素的有機EL組件所能發光者，在一圖框中，直到下次所對應的柵極線GL變成H為止的期間(一圖框的期間)。在本具體實施例中，依首先為消除線ESLG(綠色)、之後為消除線ESLB(藍色)、最後為消除線ESLB(紅色)的順序設定成L而可停止像素的發光。藉此，可在各色中設定成不同的發光時間。這是因為在各色中，發光效率不同之故，如此由使時間不同，即可取得各色的平衡，且可設定發光的白平衡。因而，在本具體實施例中，只要像素的發光面積在各個顏色中相同即可。另外，發光效率依存於發光材料，只要按照在該顯示裝置中所用的各色的發光效率來設定發光時間即可。
圖5顯示有關柵極線GL1、3條的消除線ESLR1、ESLG1、ESLB1的時序圖。如此，柵極線GL1在每一圖框中會變成一定期間H。然後，3條消除線ESLR1、ESLG1、ESLB1，在柵極線GL1從H變成L的時序中變成H，且使消除TFT18關斷，而分別在不同的時序中變成L，且使消除TFT18導通以進行消除。在此例中，3條之消除線ESLR1、ESLG1、ESLB1，由於是以該順序依序移行至L，所以紅色的發光期間最短，其次為綠色，而藍色的發光期間最長。
如此，依據本具體實施例，由使數據線Data的數據電流Iw流入電壓轉換TFT12，即可決定其柵極電壓，且按照該柵極電壓而決定驅動TFT14的電流量。然後，由於電壓轉換TFT12、驅動TFT14的雜質濃度等可設定為大致相同，所以可依該電壓轉換TFT12、驅動TFT14的柵極尺寸比，對信號數據電流Iw設定驅動TFT14的電流量。因此，具有可排除面板整體中TFT特性不均的影響並可進行均質顯示的優點。然後，在取入來自數據線Data的數據時，只要驅動柵極線GL即可，且可減輕電源、驅動器的負擔。而且，由於利用消除線ESL，可將驅動TFT14的柵極確實拉升至電源PVDD為止，所以可確實使驅動TFT14關斷，並確實進行有機EL組件50的黑色顯示。
圖2顯示另一具體實施例的構成圖，在此例中，由p溝道TFT形成選擇TFT10及短路TFT16。因而，由使柵極線GL設為L，即可選擇其柵極線GL，且使所對應的選擇TFT10及短路TFT16導通。其它點與上述的具體實施例相同。
利用該構成，所使用的TFT全部會變成p溝道。因此，在將TFT形成於基板上時，可以同一工藝製作TFT，且可減少屏蔽的片數及減少成本。此時，配置於像素區域周邊的驅動電路等周邊電路，最好全部以p溝道TFT構成。
圖3顯示又另一具體實施例的構成圖。在此例中，選擇TFT10、電壓轉換TFT12、驅動TFT14、短路TFT16、消除TFT18全部由n溝道TFT所構成。因此，電壓轉換TFT12及消除TFT18的源極都連接在接地上，而保持電容C的另一端也連接在接地上。然後，數據線Data在該數據線Data被選擇時，輸出作為對應於數據的定電流的數據電流Iw。
因而，在選擇柵極線GL作為H的狀態下，當對數據線DL流入數據電流Iw時，該數據電流Iw會流入電壓轉換TFT12，且對應於此的電流會流入驅動TFT14。然後，此時的電壓轉換TFT12的柵極電壓可由保持電容C所保持，並決定流入驅動TFT14的有機EL組件50的驅動電流。這樣，正因為利用電壓轉換TFT12而設定柵極電壓時的基準會變成相對於接地的電壓，其它則與上述的具體實施例相同。
利用該構成，所使用的TFT就全部變成n溝道。因此，在將TFT形成於基板上時，可以同一工藝製作TFT，且可減少屏蔽的片數及減少成本。此時，配置於像素區域周邊的驅動電路等周邊電路最好全部以n溝道TFT構成。
另外，圖1中具體實施例的TFT也可相反地將選擇TFT10及短路TFT16形成p溝道，將其它的電壓轉換TFT12、驅動TFT14、消除TFT18形成n溝道。此時，在圖3的構成中，只要將柵極線GL的極性形成相反即可。
又，在上述實施例中，因依顏色而進行變更顯示期間的全彩顯示，各列設有3條RGB用的消除線ESL，但是只要其構成利用變更像素的發光面積等的其它手段而取得白平衡，或在白色發光的情況下，將消除線ESL設定為1條，將全部的消除TFT18連接在消除線ESL上即可。另外，即使將白色發光材料使用在EL組件50上，也可由配置彩色濾光片，進行全彩顯示。
圖6顯示在圖1的短路TFT16上連接專用的寫入線Write Line以取代柵極線GL的具體實施例的構成。亦即，在圖6的構成中，與各柵極線GL平行而設有寫入線Write Line，且在該寫入線Write Line上連接有該列的各像素的短路TFT16的柵極。
若依據該構成，則可與柵極線GL的選擇時序獨立而控制寫入線Write Line的位準。
圖7顯示柵極線GL1、寫入線Write Line1、消除線ESLR1、ESLG1、ESLB1的時序圖。在此例中，柵極線GL1、寫入線Write Line同時上升，而寫入線Write Line會先下降。藉此，在選擇TFT10關斷之後，短路電晶體16也會關斷，藉此，可確實防止保持於電容器C中的數據電壓放電的情形。
圖8將像素電路的TFT全部設為p溝道TFT並對應圖2的構成，圖9將像素電路的TFT全部設為n溝道TFT並對應圖3的構成。即使依該類構成也可進行同樣的動作。
權利要求
1.一種顯示驅動電路，具有將來自電源的電流供給至場致發光組件的驅動電晶體，且控制該驅動電晶體，以控制場致發光組件的發光，其包含有數據線，對應於發光量的數據的電流而進行驅動；柵極線，由選擇欲發光的場致發光組件的選擇信號而進行驅動；選擇電晶體，一端連接在上述數據線，而柵極連接在柵極線；電壓轉換電晶體，一端連接在該選擇電晶體的另一端上，而另一端連接在電源上，同時柵極連接在上述驅動電晶體的柵極上；短路電晶體，用以連接上述選擇電晶體的另一端、及上述電壓轉換電晶體的柵極，同時柵極連接在上述柵極線；消除電晶體，一端連接在上述驅動電晶體的柵極上，而另一端連接在電源上，同時柵極連接在消除線上；以及電容器，連接在驅動電晶體的柵極上且用以保持電壓；其中，以對應於數據的電流來驅動上述數據線，同時驅動上述柵極線並使上述選擇電晶體、短路電晶體導通，以對上述電壓轉換電晶體流入對應於數據的電流，以使上述電容器充電至對應於數據的電壓，通過驅動電晶體使對應於該電容器的充電電壓的電流流入場致發光組件，且由在經過預定的發光期間後驅動上述消除線，以使上述消除電晶體導通並從上述電容器放電。
2.一種顯示驅動電路，其具有將來自電源的電流供給至場致發光組件的驅動電晶體，且控制該驅動電晶體以控制場致發光組件的發光物質，包含有數據線，由對應於發光量的數據的電流而進行驅動；柵極線，由選擇欲發光的場致發光組件的選擇信號而進行驅動；選擇電晶體，一端連接在上述數據線，而柵極連接在柵極線；電壓轉換電晶體，一端連接在該選擇電晶體的另一端上，而另一端連接在電源上，同時柵極連接在上述驅動電晶體的柵極上；短路電晶體，用以連接上述選擇電晶體的另一端、及上述電壓轉換電晶體的柵極，同時將寫入時序信號接收於柵極；消除電晶體，其一端連接在上述驅動電晶體的柵極上，而另一端連接在電源上，同時其柵極連接在消除線；及電容器，連接在驅動電晶體的柵極上且用以保持電壓；其中，以對應於數據的電流來驅動上述數據線，同時驅動上述柵極線並使上述選擇電晶體導通，且利用寫入時序信號使短路電晶體導通，以對上述電壓轉換電晶體流入對應於數據的電流，以使上述電容器充電至對應於數據的電壓，通過驅動電晶體使對應於該電容器的充電電壓的電流流入場致發光組件，且由在經過預定的發光期間後驅動上述消除線，以使上述消除電晶體導通並從上述電容器放電。
3.如權利要求2所述的顯示驅動電路，其中，上述寫入時序信號以與上述選擇信號相同的時序，變成寫入位準，且選擇信號在維持選擇狀態的期間內結束以前變化成為非寫入位準。
4.如權利要求2或3所述的顯示驅動電路，其中，上述寫入時序信號從與上述柵極線並設的寫入線供給。
5.如權利要求1至4中任一項所述的顯示驅動電路，其中，上述驅動電晶體、電壓轉換電晶體及消除電晶體為p溝道電晶體，而上述選擇電晶體及短路電晶體為n溝道電晶體。
6.如權利要求1至4中任一項所述的顯示驅動電路，其中上述驅動電晶體、電壓轉換電晶體、消除電晶體、選擇電晶體及短路電晶體全部為n溝道電晶體。
7.如權利要求1至4中任一項所述的顯示驅動電路，其中上述驅動電晶體、電壓轉換電晶體、消除電晶體、選擇電晶體及短路電晶體全部為p溝道電晶體。
8.如權利要求1至7中任一項所述的顯示驅動電路，其中，上述驅動電晶體、電壓轉換電晶體、消除電晶體、選擇電晶體及短路電晶體，全部對應設於每一像素上的場致發光組件，而設在每一像素上，且像素配置成矩陣狀，柵極線配置於列方向，數據線配置於行方向。
全文摘要
本發明的目的在於提供一種減輕電源及驅動器負擔，且可確實進行黑色顯示的顯示驅動電路，其使柵極線GL成為H，並使選擇TFT10及短路電晶體16導通，且對數據線Data流入對應於數據的電流(數據電流(負))。由此，可對該電壓轉換TFT12、驅動TFT14流入對應於數據電流的電流，且使有機EL組件50發光。而且，此時的電壓轉換TFT12、驅動TFT14的柵極電壓可保持於保持電容C中。因此，數據電流會關斷，且在選擇TFT10、短路TFT16關斷之後，驅動TFT14會繼續流入電流。然後，在預定的發光期間後驅動消除線ESL，並使消除TFT18導通，以使保持電容C放電，進而使驅動TFT14關斷。
文檔編號H01L51/50GK1487491SQ03155959
公開日2004年4月7日 申請日期2003年8月27日 優先權日2002年8月30日
發明者松本昭一郎 申請人:三洋電機株式會社