具有根据温度控制的电源电压的有源矩阵显示器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及采用薄膜场效应晶体管的有源矩阵屏幕。其尤其应用于液晶屏幕(LCD屏幕)和有机发光二极管屏幕(0LED或AM0LED屏幕)。
【背景技术】
[0002]有源矩阵屏幕应当被理解为如下的屏幕:其中具有晶体管和存储电容器(多个存储电容器)的电路与矩阵的每个像素相关，使得显示控制电路(同样基于晶体管)能够单独地驱动每个像素。该显示控制电路实际上包括多个用于对矩阵的行、列和公共电极进行寻址的电路，该显示控制电路是通常在有源矩阵区域的外围处集成在同一基板上的电路。
[0003]在这些屏幕中所利用的晶体管为基于非晶硅的，采用所谓的薄膜技术的场效应晶体管。这些晶体管的导电特性可以根据工作操作条件而显著地变化。
[0004]具体地，非晶硅中的电荷载流子的迀移率随着温度而变化:利用当前的技术，迀移率则从_40°C时的0.lCm2/V/s变化至70°C时的0.75Cm2/V/S。此外，晶体管的泄漏电流随着由这些晶体管所接收的光而趋于增加。这在根据由液晶背光照射源所提供的照射水平的液晶屏幕中尤其明显:该强度确实根据周围环境的亮度状况(白天或者夜晚的周围环境)而变化。
[0005]对于某些应用，尤其是在运输领域(航空电子技术、机动车辆、海事)中，需要屏幕幕能够在高度可变条件下工作，而且不能明显降低显示质量。具体地，屏幕必须在宽温度范围内可工作，例如对于航空电子技术领域的应用，该温度范围可以从负40摄氏度延伸至正70摄氏度。
[0006]这些变化和严格的工作条件体现在晶体管的导电参数的变化。例如，在高温下长时间工作(数百小时)之后，晶体管的阈值电压会暂时增大。如果假设之后温度下降，则载流子的迀移率也会降低，但是由于之前的高温情况此时晶体管的阈值电压仍是高的。
[0007]此外，为了不管晶体管的即时导电状况如何都能够将这些晶体管可靠地控制在导通状态和关断状态，利用大于正常所需的几何结构(晶体管沟道的宽与长之比)来限定晶体管。这些晶体管被称为超尺寸的。
[0008]晶体管的这种超尺寸需要使用同样高的值以用于相关的耦合和补偿电容器，以及需要使用同样高的电源电压以用于控制这些元件。因而，在航空电子技术领域，电源电压大约为+33伏，并且用于控制像素电容器的最大电压幅值为相同的数量级。
[0009]部件的这种超尺寸呈现出若干缺点。
[0010]对于影响制造的方面，超尺寸体现在增加的表面面积；因而在板的外围更大体积的驱动器电路;此外，会存在与这种增加的表面面积相当的较大风险的制造缺陷。
[0011]对于工作操作，在整个温度范围内稳定这些驱动器电路的输出状态方面确实存在困难。实际上，这些输出在温度升高时会振荡。这可通过如下进行解释:更高的泄漏电流;在足够短的时间内充电更大电容器必须要求的高电流；由于施加的高电压而导致的阈值电压的快速漂移。
[0012]这些振荡可能会导致所显示图像的可感知的闪烁，这破坏显示的“外观”质量。
[0013]已知的实践是通过在制造中有意地降低晶体管的阈值电压来减小这些振荡。然而，如何采用完美的控制方式来这样做是未知的。此外，这些降低技术减少了晶体管的寿命，从而减少了屏幕的寿命。
[0014]最终，这些屏幕会消耗更多的电源和所使用的控制电压电平。
【发明内容】
[0015]本发明的主题是一种替选的技术，其能够提供一种在宽温度范围内、以较低的成本并且以较低的电力消耗执行的有源矩阵屏幕。
[0016]本发明所基于的一个构思是保持晶体管的标准尺寸，但是根据温度来调节控制这些晶体管的电源电压，更具体地是晶体管的像素行选择电路。
[0017]通过针对低温增加这些电压，最不利的晶体管导电状况得到了补偿;通过针对高温降低这些电压，相反比较有利的导电状况可以得到利用，并且很大程度上取决于晶体管的栅极电压值的阈值电压漂移得以降低。在全部情况下，泄漏电流都被最小化，因此得到了优化。总之，通过根据温度测量来调节电压，屏幕所消耗的电力也会有利地降低。
[0018]因此，本发明涉及一种显示屏幕，其包括布置为行和列的像素的有源矩阵，所述有源矩阵包括与每个像素相关的控制晶体管，所述屏幕包括显示控制电路，所述显示控制电路提供驱动像素的控制晶体管的信号，其特征在于所述屏幕包括:
[0019]-用于提供温度测量的装置，
[0020]-可编程电路，其用于提供与温度测量相关的数字代码作为输出，以及
[0021]-提供对显示控制电路供电的第一电压和第二电压的电路，使得能够分别施加导通电压和关断电压至像素的控制晶体管、接收数字代码并且根据所述代码的数值来提供第一电压和第二电压的电路。
[0022]当温度下降时，所定义的数字代码使得第一模拟电压和第二模拟电压增加，并且也使得它们的差值增加。
[0023]当温度升高时，所定义的数字代码使得第一模拟电压和第二模拟电压减小，并且也使得它们的差值减小。该数字代码可以包括设置伽马参考电压的数值，所述伽马参考电压定义了至少一个灰度级。
[0024]在提供的各种实施中，可编程电路能够通过包括多个代码的存储器电路来实施，每个代码针对给定的温度带进行定义。
[0025]还能够提供由可编程电路针对测量的温度，根据预定的计算函数来计算的代码。
[0026]在一个变体中，有利地对于代码制定了规定，其不仅根据温度进行定义或者计算，还根据由控制晶体管所接收的照射水平进行定义或者计算。
【附图说明】
[0027]在以下具体描述和所附附图中呈现了本发明的其它特征和优点，在所附附图中:
[0028]-图1为根据现有技术的液晶像素的有源矩阵及其外围显示控制电路的框图；
[0029]-图2为表示在利用行扫描的寻址模式和帧反相模式下的选择和数据信号的时序图；
[0030]-图3图示了根据对要显示的灰度级进行编码的数据提供施加至列的模拟电压的电路的示例性响应；
[0031]-图4图示了本发明的原理，根据本发明的原理，可工作温度范围的每个温度带被分配了定义有源矩阵屏幕的显示控制电路的一个或多个电源电压的代码；
[0032]-图5为图示了根据本发明的显示控制电路的晶体管的电源电源的调节的框图；
[0033]-图6为根据应用至液晶屏幕的本发明的细化对进行寻址和显示所需的不同电压进行调节的框图。
【具体实施方式】
[0034]将在有源矩阵、液晶(LCD)显示屏幕的示例性应用中解释本发明。
[0035]图1示意性地图示了这种IXD显示屏幕的主要元件，并且图2和图3回顾了像素寻址和灰度级显示控制的原理。
[0036]该屏幕包括像素px的有源矩阵1。每个像素与控制晶体管Tp相关，并且每个像素包括在特定于该像素的电极Ερ与为像素(一组像素或者全部像素)公共的反电极CE之间的液晶。该屏幕还包括显示控制电路2和灯箱BAL，显示控制电路2驱动像素的晶体管Tp和反电极，使得能够控制在每个显示帧的像素电容器的端子Ερ与CE之间所施加的像素电压Vpx;灯箱BAL提供用于液晶的背光照射光。
[0037]像素的矩阵包括η行^至匕和m列(^至匕，每行包括m个像素，每列包括η个像素。在同一行的像素中晶体管Tp的栅电极共同地连接至行导体U、...、!^，并且同一列的像素中晶体管Tp的源或漏导电电极共同地连接至列导体&、…、Cm，其它的电极连接至相关像素px的像素电极Ερ。像素的反电极接收偏置电压VCE。
[0038]基于像素矩阵的灰度级的显示包括:像素行Li选择时间，其中施加电压至控制行的每个像素的晶体管Tp的导通的行Li导体，施加列电压VGj至对应于像素所要显示的灰度级的列导体Cj;在像素电容器的端子处建立像素电压的时间；显示时间，在该显示时间期间，灯箱照射液晶，使得根据在其端子处的像素电压电平(VGj减去VCE的差的绝对值)而允许更多或更少的光通过。
[0039]该显示由显示控制电路2来控制，显示控制电路2尤其包括时序电路20，其确保用于对控制列&-(^上的电压的电路22以及控制反电极CE的电路23进行行U-Ln寻址的电路21的同步操作。时序电路使得能够根据存储在缓冲存储器24中的数字数据控制以帧频率进行的图像显示。
[0040]存在若干种像素寻址和时序模式。结合图1至图3进行选择以提出比较标准的寻址和时序模式，以便之后解释在充分假设的环境下根据本发明