[发明专利]有源矩阵发光显示装置及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源矩阵显示装置，具体地但并非排他性，涉及一种具有与各像素关联的薄膜开关晶体管的有源矩阵电致发光显示装置。

背景技术

利用电致发光的发光显示单元的矩阵显示装置众所周知。显示单元可以包括例如使用聚合物材料的有机薄膜电致发光单元或者使用传统III-V半导体化合物的发光二极管(LED)。有机电致发光材料特别是聚合物材料的最新发展已经证明它们实际地用于视频显示装置的能力。这些材料通常包括夹置于一对电极之间的一个或者多个半导电共轭聚合物层，其中一个电极是透明的而另一电极是由适合于将空穴或者电子注入到聚合物层中的材料制成。

可以使用CVD工艺或者简易地通过使用可溶共轭聚合物溶液的旋涂技术来制作聚合物材料。也可以使用喷墨印刷。有机电致发光材料可以被布置成表现类似二极管的I-V性能，从而它们能够提供显示功能和开关功能，因此可以使用于无源型显示器中。备选地，这些材料可以用于有源矩阵显示装置，其中各像素包括显示单元以及用于控制经过显示单元的电流的开关装置。

这一类显示装置具有电流寻址显示单元，从而常规模拟驱动方案涉及到将可控电流供应到显示单元。已知提供电流源晶体管作为像素配置的一部分，其中供应到电流源晶体管的栅极电压决定经过显示单元的电流。存储电容器在寻址阶段之后保持栅极电压。

图1示出有源矩阵寻址电致发光显示装置的布局。显示装置包括如下面板，该面板具有由块1表示的规则间隔像素的成行和成列矩阵阵列，并且包括与关联开关装置一起的电致发光显示单元2，该开关装置位于行(选择)和列(数据)寻址导体4和6的交叉集之间的相交处。为求简化，在该图中仅示出少数像素。在实践中可以有数百行和数百列像素。包括连接到相应导体集的末端的行扫描驱动电路8和列数据驱动电路9的外围驱动电路经由行和列寻址导体集对像素1进行寻址。

电致发光显示单元2包括有机发光二极管，该二极管在这里表示为二极管单元(LED)并且包括一个或者多个有源有机电致发光材料层夹入于其间的一对电极。阵列的显示单元与关联有源矩阵电路一起承载在绝缘支撑件的一侧上。显示单元的负极或者正极由透明导电材料形成。支撑件由透明材料如玻璃制成，显示单元2的与衬底最近的电极可以由透明导电材料如ITO构成，从而由电致发光层生成的光透射经过这些电极和支撑件以便可为在支撑件另一侧的观看者所见。通常，有机电致发光材料的厚度在100nm与200nm之间。可以用于单元的适当有机电致发光材料的典型例子在EP-A-0717446中已知和有描述。也可以使用如W096/36959中所述的共轭聚合物材料。

最基本的像素电路具有通过行导体上的行寻址脉冲来导通的寻址晶体管。当寻址晶体管导通时，列导体上的电压用来驱动形式为驱动晶体管和存储电容器的电流源。

在基于多晶硅的像素电路中，由于多晶硅颗粒在晶体管的沟道中的统计分布而有晶体管的阈值电压变化。然而，多晶硅晶体管在电流和电压应力之下相当稳定，从而阈值电压保持基本上恒定。

在非晶硅晶体管中，至少在衬底之上的小范围内，阈值电压变化很小，但是阈值电压对电压应力很敏感。驱动晶体管所需阈值以上高电压的施加造成阈值电压大的变化，这些变化依赖于显示图像的信息内容。因此一直导通的非晶硅晶体管的阈值电压与并非如此的非晶硅晶体管的阈值电压相比将有大的变化。这一差异老化在用非晶硅晶体管驱动的LED显示器中是一个严重问题。

除了晶体管特征的变化之外，也有LED本身的差异老化。这归因于发光材料在电流施压之后效率降低。在大多数情况下，经过LED的电流和电荷越多，效率就越低。

已经认识到电流寻址像素(而不是电压寻址像素)可以减少或者消除跨越衬底的晶体管变化的影响。例如，电流寻址像素可以使用电流镜以对用来驱动所需像素驱动电流的采样晶体管上的栅极-源极电压进行采样。采样的栅极-源极电压用来对驱动晶体管进行寻址。这部分地减轻装置不均匀的问题，因为采样晶体管和驱动晶体管在衬底之上相互邻近并且可以更准确地相互匹配。另一电流采样电路将相同晶体管用于采样和驱动，从而无需晶体管匹配，虽然需要附加晶体管和寻址线。然而电流寻址不是优选的，因为驱动器电路更复杂。

也已经提出对LED材料和像素电路部件的老化进行补偿的电压寻址像素电路。例如，已经提出各种像素电路，其中像素包括感光单元。这一单元响应于显示单元的光输出并且进行动作以响应于光输出来泄漏存储电容器上的存储电荷，以便在寻址时段中控制显示器的积分光输出。