专利名称：图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用了电流发光元件的有源矩阵(active matrix)型的图像显示装
置。
背景技术：
排列有多个自发光的有机电致发光(EL)元件的有机EL显示装置，因不需要背光灯(back light)且视角也没有限制，所以作为下一代的图像显示装置备受期待。有机EL元件是通过流经的电流量来控制亮度的电流发光元件。作为驱动有机EL元件的方式，有无源矩阵方式和有源矩阵方式。前者其像素电路虽然简单，但是难以实现大型且高精细的显示器。因此，近年来，盛行开发排列有对每个有机EL元件设有驱动电流发光元件的驱动晶体管的像素电路的有源矩阵型的有机EL显示装置。驱动晶体管及其周边电路通常使用薄膜晶体管形成。另外，薄膜晶体管有使用多晶硅的和使用非晶硅(amorphous silicon)的。非晶硅薄膜晶体管存在移动度小、阈值电压随时间变化大这样的弱点，但是移动度的均一性较佳，容易实现大型化并且低成本，所以适合大型的有机EL显示装置。另外，也在讨论关于在像素电路上下功夫以克服作为非晶硅薄膜晶体管的弱点的阈值电压随时间变化的方法。例如，在专利文献I中，公开了具有如下像素电路的有机EL显示装置，即该像素电路即使是薄膜晶体管的阈值电压发生变化的情况下，流过发光元件的电流量也不受阈值电压的影响，可进行稳定的图像显示。但是，根据专利文献I记载的像素电路，需要对连接多个有机EL元件的阴极的公共(common)线路进行脉冲驱动。由于多个有机EL元件具有大的静电电容成分，所以对公共线路进行脉冲驱动时，瞬间性地流过大电流。因此，驱动公共线路的电路的负担较大，存在不适合大型的图像显示装置这样的课题。另外，专利文献I记载的像素电路，是以使用阈值电压为正的增强(enhancement)型晶体管作为驱动晶体管为前提的驱动电路。因此，不能使用阈值电压为负的耗尽(depletion)型晶体管作为驱动晶体管。但是，为了扩大薄膜晶体管制造上的自由度，并且也应对阈值电压的随时间变化，优选增强型以及耗尽型的任意一种晶体管都可以进行动作。另外，作为大型的图像显示装置用的非晶硅薄膜晶体管，仅N沟道型晶体管被实用化，因此需要构成仅使用了 N沟道型晶体管的图像电路。进而，为了容易地制造有机EL元件，优选可将有机EL元件的阳极连接到驱动晶体管的源极，将各图像电路的有机EL元件的阴极连接到公共电极的电路结构。专利文献I :特开2004-295131号公报
发明内容
本发明的图像显示装置排列了多个像素电路，该像素电路具有电流发光元件；驱动晶体管，使电流流过电流发光元件；保持电容器，保持用于决定驱动晶体管流经的电流量的电压；以及写入开关，将对应于图像信号的电压写入保持电容器。构成各个像素电路的晶体管为N沟道型晶体管，各个像素电路还包括提供用于改变驱动晶体管的源极电压的电压的检测触发线以及检测触发电容器。将检测触发电容器的一个端子连接到驱动晶体管的源极，将检测触发线连接到检测触发电容器的另一个端子。通过该结构，能够提供仅使用N沟道型晶体管来构成将电流发光元件连接到驱动晶体管的源极的像素电路的图像显示装置。
另外，本发明的图像显示装置的各个像素电路，其电流发光元件连接到驱动晶体管的源极和低电压侧电源线之间，并且，各个像素电路还包括在驱动晶体管的漏极和高电压侧电源线之间连接的启动开关。通过该结构，能够利用启动开关抑制写入动作时的电压变化，并能够可靠地控制保持电容器的电压。另外，本发明的图像显示装置的各个像素电路，还包括连接到检测触发电容器的分离开关，各个像素电路可以是将检测触发电容器的一个端子经由分离开关连接到驱动晶体管的源极的结构。通过该结构，串联连接到有机EL元件的元件能够仅由驱动晶体管形成，所以能够降低功率损耗，并且能够可靠地控制保持电容器的电压。另外，本发明的图像显示装置的各个像素电路，是其电流发光元件连接到驱动晶体管的源极和低电压侧电源线之间，并将驱动晶体管的漏极连接到高电压侧电源线的结构。通过该结构，由于串联连接到有机EL元件的元件仅是驱动晶体管，所以能够提供功率的损耗少，效率高的图像显示装置。进而，本发明的图像显示装置的各个像素电路，也可以还包括基准开关，该各个像素电路是将基准开关的一个端子连接到驱动晶体管的栅极，并对基准开关的另一端子连接用于施加基准电压的基准电压线的结构。通过该结构，能够将发光期间的时间设定得较长。本发明的图像显示装置，排列了多个像素电路，该像素电路具有电流发光元件；驱动晶体管，使电流流过所述电流发光元件；保持电容器，保持用于决定所述驱动晶体管流经的电流量的电压；以及写入开关，将对应于图像信号的电压写入所述保持电容器，在该图像显示装置中，构成各个所述像素电路的晶体管为N沟道型晶体管，各个所述像素电路还包括提供用于改变所述驱动晶体管的源极电压的电压的检测触发线以及检测触发电容器，将所述检测触发电容器的一个端子连接到所述驱动晶体管的源极，将所述检测触发线连接到所述检测触发电容器的另一个端子，所述保持电容器连接到所述驱动晶体管的栅极和源极之间，所述写入开关连接到所述驱动晶体管的栅极和数据线之间。
图I是表示本发明的实施方式I中的有机EL显示装置的结构的示意图。图2是本发明的实施方式I中的像素电路的电路图。图3是表示本发明的实施方式I中的像素电路的动作的时序图。图4是用于说明本发明的实施方式I中的像素显示装置的阈值检测期间的动作的图。
图5是表示本发明的实施方式2中的有机EL显示装置的结构的示意图。图6是本发明的实施方式2中的像素电路的电路图。图7是表示本发明的实施方式2中的像素电路的动作的时序图。图8是用于说明本发明的实施方式2中的图像显示装置的阈值检测期间中的动作的图。图9是用于说明本发明的实施方式2中的图像显示装置的写入期间中的动作的图。图10是用于说明本发明的实施方式2中的图像显示装置的发光期间中的动作的图。图11是本发明的实施方式2的变形例中的像素电路的电路图。图12是表示本发明的实施方式3中的有机EL显示装置的结构的示意图。图13是本发明的实施方式3中的像素电路的电路图。图14是表示本发明的实施方式3中的像素电路的动作的时序图。图15是用于说明本发明的实施方式3中的图像显示装置的阈值检测期间中的动作的图。图16是用于说明本发明的实施方式3中的图像显示装置的写入期间中的动作的图。图17是用于说明本发明的实施方式3中的图像显示装置的发光期间中的动作的图。图18是本发明的实施方式3的变形例中的像素电路的电路图。标号说明10，3O，4O 像素电路11,41扫描线驱动电路12数据线驱动电路13，33控制线驱动电路14，44电源线驱动电路20数据线21，51 扫描线22, 34 启动(enable)线23，35，54检测触发线24高电压侧电源线25低电压侧电源线Dl有源EL元件
、
Cl保持电容器C2检测触发电容器Ql驱动晶体管Q2, Q3, Q4, Q5 晶体管SW2，SW3，SW4，SW5 开关
具体实施例方式以下，使用
本发明的实施方式中的有源矩阵型的图像显示装置。另外，这里作为图像显示装置，说明使用薄膜晶体管使有机EL元件发光的有源矩阵型的有机EL显示装置，但是本发明可适用于使用了根据流过的电流量控制亮度的发光元件的有源矩阵型的所有图像显示装置。(实施方式I)图I是表示本发明实施方式中的有机EL显示装置的结构的示意图。本实施方式中的有机EL显示装置具有排列成矩阵状的多个像素电路10、扫描线 驱动电路11、数据线驱动电路12、控制线驱动电路13、以及电源线驱动电路14。扫描线驱动电路11对像素电路10提供扫描信号Sen。数据线驱动电路12对像素电路10提供与图像信号对应的数据信号Data。控制线驱动电路13对像素电路10提供检测触发信号Trg。并且，电源线驱动电路14对像素电路10提供电力。另外，在本实施方式中，说明像素电路10排列成n行m列的矩阵状的结构。扫描线驱动电路11对图I中在行方向排列的像素电路10公共地连接的扫描线21分别独立地提供扫描信号Sen。另外，数据线驱动电路12对图I中在列方向排列的像素电路10公共地连接的数据线20分别独立地提供数据信号Data。在本实施方式中，扫描线21的数目为n条,数据线20的数目为m条。控制线驱动电路13对所有的像素电路10公共地连接的检测触发线23分别提供检测触发信号Trg。电源线驱动电路14对所有的像素电路10公共地连接的高电压侧电源线24和低电压侧电源线25提供电力。图2是本实施方式中的像素电路10的电路图。像素电路10具有作为电流发光元件的有机EL元件D1、驱动晶体管Q1、保持电容器Cl、以及晶体管Q2。驱动晶体管Ql通过使电流流经有机EL元件Dl从而使有机EL元件Dl发光。保持电容器Cl保持用于决定驱动晶体管Ql流经的电流量的电压。另外，晶体管Q2是用于将对应于图像信号的电压写入保持电容器Cl的写入开关。另外，像素电路10还具有检测触发线23以及检测触发电容器C2，为了检测驱动晶体管Ql的阈值电压Vth，提供用于降低驱动晶体管Ql的源极电压Vs的电压、即检测触发信号Trg。这里，构成像素电路10的驱动晶体管Ql以及晶体管Q2都是N沟道薄膜晶体管。并且，将说明这些驱动晶体管Q1、晶体管Q2是增强型晶体管的情况，但是也可以是耗尽型
晶体管。在驱动晶体管Ql的源极和低电压侧电源线25之间连接有机EL元件Dl，在驱动晶体管Ql的漏极连接着高电压侧电源线24。驱动晶体管Ql的源极连接到有机EL元件Dl的阳极，有机EL元件Dl的阴极连接到低电压侧电源线25。这里，提供给高电压侧电源线24的电压例如为20 (V)，提供给低电压侧电源线25的电压例如为0 (V)。在驱动晶体管Ql的栅极和源极之间，连接着保持电容器Cl。晶体管Q2的漏极或源极连接到驱动晶体管Ql的栅极，晶体管Q2的源极或漏极连接到数据线20，晶体管Q2的栅极连接到扫描线21。检测触发电容器C2的一个端子连接到驱动晶体管Ql的源极，检测触发电容器C2的另一端子连接到检测触发线23。
接着，说明本实施方式中的像素电路10的动作。图3是表示本发明的实施方式中的像素电路10的动作的时序图。在本实施方式中，为方便起见，分割为阈值检测期间Tl和写入发光期间T2两个期间，驱动各个有机EL元件D1。在阈值检测期间Tl，检测驱动晶体管Ql的阈值电压Vth。在写入发光期间T2，将对应于图像信号的电压写入保持电容器Cl，同时基于写入到保持电容器Cl的电压，使有机EL元件Dl发光。以下详细说明各个期间中的像素电路10的动作。(阈值检测期间Tl)图4是用于说明本实施方式中的图像显示装置的阈值检测期间Tl中的动作的图。另外，在图4中，为了便于说明，以开关SW2置换图2的晶体管Q2。另外，将有机EL元件DI置换为电容器CE。 在阈值检测期间Tl的最初时刻tll，扫描信号Scn为高电平，开关SW2为接通(ON)状态。此时，驱动晶体管Ql的栅极施加O(V)作为数据信号Data。因此，驱动晶体管Ql为截止状态。因此，电流不流过有机EL元件Dl，有机EL元件Dl作为电容器CE工作。另外，驱动晶体管Ql的源极电压Vs成为有机EL元件Dl的截止电压VEofT。接着，在时刻tl2，使检测触发信号Trg降低电压A V。于是，根据检测触发电容器C2的电容量和保持电容器Cl以及电容器CE的合成电容量，驱动晶体管Ql的源极电压Vs降低相当于对电压AV进行电容量分割的电压。即驱动晶体管Ql的源极电压Vs成为Vs=VEoff-————— AV (式 DL J Cl + Cl + CEk ^ ;。例如，假设有机EL元件Dl的截止电压VEoff= 2 (V)，电容器的电容量比Cl C2 CE = I I 2，电压AV = 30 (V)时，驱动晶体管Ql的源极电压Vs = -5. 5 (V)。其结果，驱动晶体管Ql的栅/源极间电压Vgs成为阈值电压Vth以上，所以驱动晶体管Ql成为导通状态。于是，保持电容器Cl以及电容器CE的电荷被放电，并且检测触发电容器C2被充电，源极电压Vs开始上升。并且，在驱动晶体管Ql的栅/源极间电压Vgs和阈值电压Vth变得相等的时刻，驱动晶体管Ql成为截止状态。因此，驱动晶体管Ql的源极电压Vs成为Vs = -Vth (式 2)。S卩，保持电容器Cl的电压VCl与阈值电压Vth相等。这样，在保持电容器Cl、检测触发电容器C2、电容器CE中保持电压Vth。这里，考虑驱动晶体管Ql是耗尽型的晶体管的情况。在阈值电压Vth为负的情况下，电压-Vth为高电压侧电源线的电位以下，并且如果是-Vth < VEoff (式 3)，则可知能检测耗尽型晶体管的阈值。例如，假设有机EL元件Dl的截止电压VEofT=2 (V)，高电压侧电源线的电位为20 (V)，则可检测-2 (V)的阈值电压Vth。在检测更低的阈值电压时，使在阈值检测期间Tl中的数据线20的电压降低即可。并且，在阈值检测期间Tl的结束前的时刻tl3，使扫描信号Scn为低电平，使开关SW2为断开(off)状态。(写入发光期间T2)在写入发光期间T2，在时刻t21，像素电路10对应的扫描信号Scn成为高电平，开关SW2成为导通状态。于是，与此时提供给数据线20的图像信号对应的电压Vdata被施加到驱动晶体管Ql的栅极。因此，保持电容器Cl的电压VCl增加相当于根据保持电容器Cl的电容量和检测触发电容器C2以及电容器CE的合成电容量对电压Vdata进行电容量分割的电压，成为
权利要求
1.一种图像显示装置，排列了多个像素电路，该像素电路具有电流发光元件；驱动晶体管，使电流流过所述电流发光元件；保持电容器，保持用于决定所述驱动晶体管流经的电流量的电压；以及写入开关，将对应于图像信号的电压写入所述保持电容器，其特征在于，在该图像显示装置中， 构成各个所述像素电路的晶体管为N沟道型晶体管，各个所述像素电路还包括提供用于改变所述驱动晶体管的源极电压的电压的检测触发线以及检测触发电容器， 将所述检测触发电容器的一个端子连接到所述驱动晶体管的源极，将所述检测触发线连接到所述检测触发电容器的另一个端子， 所述保持电容器连接到所述驱动晶体管的栅极和源极之间， 所述写入开关连接到所述驱动晶体管的栅极和数据线之间。
2.如权利要求I所述的图像显示装置，其特征在于， 各个所述像素电路包括连接在所述驱动晶体管的漏极和所述高电压侧电源线之间的启动开关。
3.如权利要求I所述的图像显示装置，其特征在于， 各个所述像素电路还包括连接到所述检测触发电容器的分离开关，将所述检测触发电容器的一个端子经由所述分离开关连接到所述驱动晶体管的源极。
4.如权利要求2或权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于， 各个所述像素电路还包括基准开关，所述基准开关的一个端子连接到所述驱动晶体管的栅极，所述基准开关的另一端子连接到用于施加基准电压的基准电压线。
全文摘要
本发明的图像显示装置，排列了多个像素电路。该像素电路具有电流发光元件；驱动晶体管，使电流流过电流发光元件；保持电容器，保持用于决定驱动晶体管流经的电流量的电压；以及写入开关，将对应于图像信号的电压写入保持电容器。在该图像显示装置中，构成各个像素电路的晶体管为N沟道型晶体管，各个像素电路还包括提供用于改变驱动晶体管的源极电压的电压的检测触发线以及检测触发电容器，将检测触发电容器的一个端子连接到驱动晶体管的源极，将检测触发线连接到检测触发电容器的另一个端子，保持电容器连接到驱动晶体管的栅极和源极之间，写入开关连接到驱动晶体管的栅极和数据线之间。
文档编号G09G3/32GK102637409SQ20121013602
公开日2012年8月15日 申请日期2008年6月13日 优先权日2007年6月15日
发明者小野晋也 申请人:松下电器产业株式会社