[发明专利]像素电路、显示设备以及显示设备的制造方法

说明书

相关申请的交叉参考

本发明包含于2007年3月19日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2007-071257的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及包括诸如有机EL(电致发光)发光装置的像素电路和有源矩阵型显示设备以及该显示设备的制造方法。

背景技术

例如，诸如液晶显示单元的图像显示设备通过响应于将被显示的图像信息控制大量以矩阵形式排列的像素中每一个的光的强度来显示图像。

这相似地应用于有机EL显示单元等。然而，有机EL显示单元是每个像素电路都包括发光装置的自发光型显示单元，与液晶显示单元相比，优点在于图像的视觉确定度高、不需要背光、响应速度高等。

有机EL显示单元与液晶显示单元等的不同还在于，其包括发光装置的亮度由施加给其的电流值来控制以获得显色灰度的电流控制型的发光装置。

类似于液晶显示设备，单纯(simple)矩阵型驱动方式和有源矩阵型驱动方式可用作有机EL显示器的驱动方式。虽然前一种方式结构简单，但由于其具有难以实现大尺寸和高清晰度的显示设备的问题，所以正在积极进行后一种有源矩阵型驱动方式的开发。在有源矩阵型驱动方式中，通常通过薄膜晶体管(TFT)来控制流过设置在每个像素电路中的发光装置的电流。

图1示出了典型的有机EL显示设备的一般结构。

参考图1，所示显示设备1包括以m×n矩阵排列像素电路(PXLC)2a的像素阵列部2、水平选择器(HSEL)3、写扫描器(WSCN)4、被水平选择器3选择以提供有根据亮度信息的数据信号的信号线或数据线SGL1～SGLn、以及被写扫描器4选择性驱动的扫描线WSL1～WSLm。

注意，水平选择器3和/或写扫描器4有时形成在多晶硅上或者在像素周围由MOSIC等形成。

图2示出了图1所示像素电路2a的结构实例。例如，在美国专利第5,684,365号或日本专利公开第Hei 8-234683号中公开了图2所示的像素电路2a。

图2的像素电路2a具有大量已经提议的电路中最简单的电路结构，并且是两个晶体管驱动型的电路。

参考图2，像素电路2a包括p沟道薄膜场效应晶体管(下文中简称为TFT)11和另一个TFT 12、电容器C11、以及作为发光装置的有机EL发光装置(下文中简称为OLED)13。图2中还示出了信号线SGL和扫描线WSL。

由于有机EL发光装置在大多数情况下都具有整流特性，所以有时称为OLED(有机发光二极管)，并在图2等中使用二极管的符号来表示。然而，在下面的描述中，对OLED来说，整流特性不是必须的。

在图2中，TFT 11的源极连接至电源电位Vcc，并且OLED 13的阴极连接至地电位GND。图2所示的像素电路2a以以下方式操作。

步骤ST1：

如果扫描线WSL被置于选择状态，则在这种情况下，扫描线WSL被置于低电平状态，并将写电位Vdata施加给信号线SGL，然后使TFT 12导通，从而使电容器C11充电或放电，并且TFT 11的栅极电位等于写电位Vdata。

步骤ST2：

如果扫描线WSL被置于非选择状态，则在这种情况下，扫描线WSL被置于高电平状态，然后信号线SGL和TFT 11彼此电断开。然而，TFT 11的栅极电位通过电容器C11而维持恒定。

步骤ST3：

流过TFT 11和OLED 13的电流达到具有对应于TFT 11的栅极-源极电压Vgs的值，OLED 13继续以对应于电流值的亮度的发光。

如上述步骤ST1，选择扫描线WSL以将提供给数据线的亮度信息传输到像素内部的操作在下文中称为“写”。

如上所述，在图2的像素电路2a中，如果执行了一次写电位的写入，则OLED 13持续在一段时间内发射具有固定亮度的光，直到随后执行OLED 13的重写。

如上所述，在像素电路2a中，通过改变用作驱动晶体管的TFT11的栅极施加电压来控制流过OLED 13的电流值。

在这种情况下，p沟道驱动晶体管的源极连接至电源电位Vcc，且TFT 11通常在饱和区中运行。因此，TFT 11用作提供根据下面的表达式(1)所确定的电流值的恒定电流源：

Ids＝1/2·μ(W/L)Cox(Vgs-|Vth|)²    …(1)

其中，μ是载流子的迁移率，Cox是每单位面积的栅极电容，W是栅极宽度，L是栅极长度，Vgs是TFT 11的栅极-源极电压，以及Vth是TFT 11的阈值。