專利名稱：自發(fā)光型顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在搭載發(fā)光元件矩陣的有源矩陣方式的自發(fā)光型顯示裝置中尤其是自發(fā)光元件(例如有機EL元件之類的自發(fā)光型的發(fā)光元件)的亮度控制，目的在于抑制自發(fā)光元件的亮度波動。在以下的說明中，把自發(fā)光元件簡稱為發(fā)光元件。
PM型由于在有機EL面板的外部配置驅(qū)動回路，可以說有機EL面板自身的結(jié)構(gòu)簡單，可以實現(xiàn)低成本。現(xiàn)在，隨著有機EL面板已成品化，該PM型在車載用或便攜式電話用中得到應(yīng)用。
由于有機EL元件是電流驅(qū)動元件，為了使有機EL面板的亮度不產(chǎn)生波動，流過各發(fā)光象素的電流必須同樣大。但是，由于下述(1)-(3)的問題，實現(xiàn)相同電流和低耗電很困難。
(1)為了使各象素的亮度均勻，必須使流過各象素的電流相同。為此，各象素的陽極或陰極中的某一個是恒電流源。但是，為了作為恒電流源工作，必須提高另一側(cè)的矩陣電極的驅(qū)動電壓，使得不受總線的電阻成分導(dǎo)致的電壓下降部分的影響。這正是耗電量增加的主要原因。驅(qū)動電壓不足夠高時，與到達各象素的總線長度對應(yīng)的電壓下降量對用來發(fā)光的電流量有影響。即，得不到恒電流源，成為亮度波動的原因。
(2)PM型為了得到預(yù)定的面亮度，必須使顯示面板的掃描線數(shù)為N條才能使瞬間亮度以N倍發(fā)光。通常，由于流過象素的電流與發(fā)光亮度成正比，流過的電流為N倍。但是，有機EL元件具有流過的電流增加則發(fā)光效率降低的性質(zhì)，所以為了得到預(yù)定的面亮度必須是N倍以上的象素電流。
由于這樣的原因，掃描線數(shù)N越多，消費電力也越多。該問題使上述(1)的問題更加嚴重。
(3)由于有機EL元件具有面結(jié)構(gòu)，各象素與作為等價電路的基本并列的電容性負載相連接。象素電流增大，象素數(shù)增多，則重復(fù)的頻率增加，從而對該電容性負載的充放電電流增大，耗電增加。具有上述(2)的問題的PM型中，電容性負載造成的耗電量進一步增加。
由于存在上述問題，現(xiàn)有情況下已成品化的PM型面板畫面大小為幾英寸以下，象素數(shù)大約在1萬象素左右。
AM型的有機EL面板可以改善上述問題。
上述(1)的問題，由于AM型是在各象素中設(shè)置TFT驅(qū)動回路，無需流過瞬間大電流，結(jié)果上述(1)的總線導(dǎo)致的電壓下降量減小，施加電壓也減小，所以與PM型相比可以大幅度降低耗電量。由于施加電壓可以減小，可以只設(shè)置稍高的施加電壓，由此可以避免與到各象素的總線長度對應(yīng)的電壓下降量對象素電流量的影響，從而可以得到均勻的亮度。
上述(2)的問題，由于AM型是在各象素中設(shè)置TFT驅(qū)動電路，可以流過與掃描線數(shù)N無關(guān)且小的象素電流，所以沒有因象素電流增加，發(fā)光效率下降導(dǎo)致的耗電增加的問題。上述(3)的問題，由于AM型是在各象素中設(shè)置TFT驅(qū)動電路，可以流過與掃描線數(shù)N無關(guān)且小的象素電流，可以減小對電容性負載的充放電電流，減小由此導(dǎo)致的耗電量。這樣地，AM型的有機EL元件就可以減小亮度波動和耗電量。
但是，AM型還有以下的大缺點。即，在有機EL面板的整個區(qū)域上，難以制作特性一致的驅(qū)動元件。結(jié)果，表現(xiàn)為流過各象素的電流值不同，亮度有波動。
圖7是現(xiàn)有的AM型有機EL顯示器中用來使象素發(fā)光的象素驅(qū)動電路的電路圖，該驅(qū)動電路圖在例如日本專利第2784615號公報中有記載。
第一晶體管53是例如N溝道型結(jié)構(gòu)的FET，作為開關(guān)元件工作。第二晶體管55是例如P溝道型結(jié)構(gòu)的FET，作為驅(qū)動元件工作。電容器54是與第一晶體管53的漏端子連接的電容性負載。第二晶體管54的漏端子與有機EL元件56連接。第一晶體管53的漏端子與第二晶體管55的柵端子連接。在第一晶體管53的柵端子上從第一垂直掃描線51施加掃描信號。在源端子上從第一水平掃描線52施加圖像信號。57是電源線。
下面，說明發(fā)光模式。首先，向第一晶體管53的柵端子施加掃描線信號。此時，如果向第一晶體管53的源端子以預(yù)定電壓施加圖像信號，在與第一晶體管53的漏端子連接的電容器54上保持與圖像信號的大小對應(yīng)的電壓值V1。如果保持第二晶體管55的柵電壓的電壓V1的大小對流過漏電流充分大，就有與電壓V1的大小對應(yīng)的電流流過第二晶體管55的漏極。該漏電流作為有機EL元件56的發(fā)光電流。亮度與發(fā)光電流的大小成正比。
圖8是用來說明以這樣的動作發(fā)光時的產(chǎn)生亮度波動的特性圖。該特性圖展示了第二晶體管55的柵源間電壓和漏電流的關(guān)系。第一晶體管53和第二晶體管55由低溫多晶硅構(gòu)成時，由于低溫多晶硅的制法上的關(guān)系，不能在顯示面板的整個區(qū)域上得到相同特性的FET。例如，第一晶體管53和第二晶體管55具有圖8所示的特性波動。如果向具有這樣的特性的第二晶體管55施加電壓值V1，漏電流的大小在Ia-Ib的范圍內(nèi)變化。由于有機EL以與電流大小成正比的亮度發(fā)光，第二晶體管55的特性波動就表現(xiàn)為發(fā)光亮度的波動。尤其是，圖8所示的特性波動不能以模擬量用亮度調(diào)制方式，即以電壓值V1的大小控制發(fā)光亮度的方式，防止亮度波動的發(fā)生。
另外，在展示了第二晶體管55的柵·源間電壓和漏電流的關(guān)系的圖9中，在以電壓值V1一直為恒定值的水平進行亮度控制的數(shù)字亮度控制方式中采用飽和值的電流，所以可以防上以模擬亮度控制方式產(chǎn)生的亮度波動。但是，如果具有

圖10所示的第二晶體管55的柵·源間電壓和漏電流的關(guān)系那樣的特性的情況下，由于飽和電流不相同，即使在數(shù)字亮度控制方式中也會產(chǎn)生亮度波動。圖11是用來改善驅(qū)動元件的特性波動的另一現(xiàn)有例(“Active Matrix OELD Displays with PO-Si TFT”，The10thInternational Workshop on Inorganic & OEL，第347-356頁)中記載的象素驅(qū)動電路的電路圖。在該現(xiàn)有例中，通過使作為驅(qū)動元件的第二晶體管55A、55B并聯(lián)連接，使上述特性的波動平均化。
另外，還提出了自動修正驅(qū)動元件的特性波動的電路。圖11是在R.Dawson等人，Proc.of SID’99(1999)，第438頁中公開的在象素內(nèi)設(shè)計的驅(qū)動元件特性波動自動修正電路。該電路中通過對第一晶體管、第二晶體管增加了兩個晶體管，修正驅(qū)動元件的特性波動。
用圖12說明本電路的動作。首先，通過激勵第一垂直掃描線51使第一晶體管53導(dǎo)通，通過第一晶體管53和輔助電容器553從第一水平掃描線52輸入使第二晶體管55充分導(dǎo)通的信號。此時，由有機EL元件連接用垂直掃描線552控制的有機EL元件連接用晶體管555導(dǎo)通，借助于來自電源線57的電流在有機EL元件56上流過電流。然后，如果對有機EL元件連接用垂直掃描線552非激勵(deactivate)，同時激勵修正用垂直掃描線551，在有機EL元件56的電流停止的一方形成電容器54、第二晶體管55和修正用晶體管554的閉合電路，電容器54的電壓即第二晶體管55的柵·源間電壓緩慢降低，該電壓達到第二晶體管55的閾值電壓時，該第二晶體管55非導(dǎo)通，從而上述閉電路斷開。由此在電容器54上存儲了作為閾值電壓的電位。然后，通過修正用垂直掃描線551使修正用晶體管554非導(dǎo)通，通過激勵有機EL元件連接用垂直掃描線552使有機EL元件連接用晶體管555處于導(dǎo)通狀態(tài)后，通過從第一水平掃描線52施加與有機EL元件56的必要亮度對應(yīng)的數(shù)字信號，可以實現(xiàn)規(guī)定的亮度。在本電路中，由于在象素內(nèi)的電容器54上保存了第二晶體管55的閾值電壓，可以修正閾值波動，減小亮度波動。
現(xiàn)有的自發(fā)光型顯示裝置，由于如上所述地構(gòu)成，在作為驅(qū)動元件的晶體管的閾值電壓有波動時對有機EL元件的施加電壓有波動，從而在進行同一色調(diào)的顯示時存在各象素的亮度有波動的問題。
另一方面，為了抑制上述的亮度波動，去除晶體管的閾值電壓波動，如圖12所示的構(gòu)成那樣的、在一個象素內(nèi)采用4個晶體管的自發(fā)光型顯示裝置中可以抑制晶體管的閾值波動的有機EL元件的情況下，由于有圖13所示的亮度-元件施加電壓特性和發(fā)光閾值電壓的波動，具有例如特性A、B、C。如果為了進行相同色調(diào)的顯示而施加相同的電壓Vs，由于發(fā)光閾值電壓不同，各象素的亮度在作為Bo、Ba、Bb示出的值中產(chǎn)生波動，不能抑制有機EL元件自身的上述特性波動導(dǎo)致的亮度波動。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以修正晶體管的閾值電壓，抑制亮度波動。
根據(jù)本發(fā)明的第2結(jié)構(gòu)的自發(fā)光型顯示裝置，包括多條第一垂直掃描線和第一水平掃描線；在第一垂直掃描線和第一水平掃描線的交點附近具有的、由第一垂直掃描線控制的第一晶體管；通過第一晶體管與第一水平掃描線連接的電容器；通過第一晶體管與第一水平掃描線連接的、由第一水平掃描線控制的第二晶體管；以及通過第二晶體管分別與電源線連接的以矩陣狀配置的多個發(fā)光元件，其特征在于在第一垂直掃描線和電源線之間光檢測元件與電阻串聯(lián)連接，具有控制成具有光檢測元件和電阻的連接點的電位的第三晶體管，電源線通過第三晶體管與第二水平掃描線連接，光檢測元件接收發(fā)光元件發(fā)出的光。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以用簡單的電路檢測晶體管的閾值電壓波動。
根據(jù)本發(fā)明的第3結(jié)構(gòu)的自發(fā)光型顯示裝置，是在根據(jù)上述第2結(jié)構(gòu)的自發(fā)光型顯示裝置中，還具有用來借助于上述第二水平掃描線讀出上述光檢測元件的信號的控制電路；把每個發(fā)光元件的信號作為數(shù)據(jù)進行存儲的存儲器；以及基于存儲器的數(shù)據(jù)對施加到發(fā)光元件的信號電壓進行調(diào)制并向上述第一水平掃描線施加的單元。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以基于存儲器數(shù)據(jù)調(diào)整向發(fā)光元件施加的信號電壓，抑制亮度波動。
根據(jù)本發(fā)明的第4結(jié)構(gòu)的自發(fā)光型顯示裝置，包括多條第一垂直掃描線和第一水平掃描線；在第一垂直掃描線和第一水平掃描線的交點附近具有的、由第一垂直掃描線控制的第一晶體管；通過第一晶體管與第一水平掃描線連接的電容器；通過第一晶體管與第一水平掃描線連接的、由第一水平掃描線控制的第二晶體管；以及通過第二晶體管與電源線連接的以矩陣狀配置的多個發(fā)光元件，其特征在于具有由第一垂直掃描線控制的第四晶體管，在第一垂直掃描線和電源線之間光檢測元件和電容器串聯(lián)連接，光檢測元件和電容器的連接點通過第四晶體管與第二水平掃描線相連，光檢測元件接受發(fā)光元件發(fā)出的光。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以抑制直流電流，可以在抑制耗電的同時檢測晶體管的閾值電壓波動。
根據(jù)本發(fā)明的第5結(jié)構(gòu)的自發(fā)光型顯示裝置，是在根據(jù)上述第4結(jié)構(gòu)的自發(fā)光型顯示裝置中，還具有用來借助于上述第二水平掃描線讀出上述光檢測元件的信號的控制電路；把每個發(fā)光元件的信號作為數(shù)據(jù)進行存儲的存儲器；以及基于存儲器的數(shù)據(jù)對施加到發(fā)光元件的信號電壓進行調(diào)制并向上述第一水平掃描線施加的單元。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以基于存儲器的數(shù)據(jù)調(diào)整向發(fā)光元件施加的信號電壓，可以在抑制耗電的同時抑制亮度波動。
根據(jù)本發(fā)明的第6結(jié)構(gòu)的自發(fā)光型顯示裝置，包括多條第一垂直掃描線和第一水平掃描線；在第一垂直掃描線和第一水平掃描線的交點附近具有的、由第一垂直掃描線控制的第一晶體管；通過第一晶體管和第三電容器，與第一水平掃描線連接的電容器；通過第一晶體管和第三電容器，與第一水平掃描線連接的、由第一水平掃描線控制的第二晶體管；通過第二晶體管分別與電源線連接的以矩陣狀配置的多個發(fā)光元件；以及在由第二垂直掃描線控制的第二晶體管的控制線與發(fā)光元件之間設(shè)置的第五晶體管，其特征在于在第二晶體管的控制線和發(fā)光元件之間設(shè)置與上述第五晶體管串聯(lián)的第六晶體管，在第二垂直掃描線和電源線之間光檢測元件和電阻串聯(lián)連接，光檢測元件和電阻的連接點與上述第六晶體管的控制線相連，光檢測元件接受上述發(fā)光元件發(fā)出的光。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于可以檢測發(fā)光元件發(fā)出的光閾值電壓，可以在象素內(nèi)修正晶體管的閾值電壓波動和發(fā)光元件發(fā)出的光閾值電壓波動，抑制亮度波動。
根據(jù)本發(fā)明的第7結(jié)構(gòu)的自發(fā)光型顯示裝置，是在根據(jù)上述第1結(jié)構(gòu)的自發(fā)光型顯示裝置中，其特征在于上述光檢測元件由非晶硅構(gòu)成。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以以簡單的工藝形成光檢測元件，可以以低成本實現(xiàn)亮度波動少的自發(fā)光型顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第8結(jié)構(gòu)的自發(fā)光型顯示裝置，是在根據(jù)上述第2或6結(jié)構(gòu)所述的自發(fā)光型顯示裝置中，其特征在于上述光檢測元件和電阻體都由非晶硅構(gòu)成，且在構(gòu)成電阻體的非晶硅和構(gòu)成發(fā)光元件的非晶硅之間形成遮光膜。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以以低成本實現(xiàn)亮度波動少自發(fā)光型顯示裝置。
圖11是展示現(xiàn)有的另一自發(fā)光型顯示裝置中象素驅(qū)動電路的構(gòu)成的電路圖；圖12是展示現(xiàn)有的另一自發(fā)光型顯示裝置中象素驅(qū)動電路的構(gòu)成的電路圖；圖13是用來說明現(xiàn)有的自發(fā)光型顯示裝置的動作的特性圖。
下面，說明動作。
如果第一垂直掃描線51被激勵，第一晶體管53導(dǎo)通，第一水平掃描線52的電壓通過第一晶體管對電容器54充電。同時由于對電容器54充電的電壓與第二晶體管55的柵相連，第二晶體管55成為導(dǎo)通狀態(tài)。從電源線57向有機EL元件56供給電流，有機EL元件56發(fā)光，根據(jù)在第二晶體管55的柵上施加的電壓值控制發(fā)光量，同時其電壓由電容器54維持的有機EL元件56被第一垂直掃描線51非激勵，第一晶體管53成為非導(dǎo)通狀態(tài)，之后再接著發(fā)光在上面已經(jīng)描述過。
通過在第二晶體管55的柵上施加的電壓值控制在有機EL元件56上流過的電流，該電流值Id和第二晶體管55的柵上施加的電壓值Vg有(1)式的關(guān)系。
Id＝k×Vd×(Vg-Vth)(1)其中，Vd是在晶體管的源和漏之間施加的電壓，Vth是晶體管的閾值電壓，k是由第二晶體管55的溝道長度、溝道寬度和載流子移動性確定的常數(shù)。即，第二晶體管55的電流值Id由第二晶體管55的柵電壓Vg與晶體管的閾值電壓Vth的差決定，由于每個晶體管的Vth波動大，即使施加相同的Vg，也不能得到相同的亮度，這在前面也已經(jīng)講過。
該實施例1構(gòu)成為可以通過光檢測元件8檢測有機EL元件56。如果第一垂直掃描線51被激勵，在光檢測元件8和電阻9上施加電源線57和第一垂直掃描線51之間的電壓。同時在第一水平掃描線52上施加與亮度數(shù)據(jù)對應(yīng)的電壓，有機EL元件56發(fā)光，由于該發(fā)光光檢測元件8的電阻值急劇下降，光檢測元件8和電阻9的連接點的電壓接近第一垂直掃描線51的電壓。由于該連接點與第三晶體管10的柵相連，借助于該電壓第三晶體管10導(dǎo)通，第二水平掃描線11借助于第三晶體管10與電源線57連接，第二水平掃描線11的電位與電源線57的電位大致相同。由此，通過觀測第二水平掃描線11的電位，可以檢測到與被激勵的第一垂直掃描線51對應(yīng)的有機EL元件56發(fā)光。
即，通過使第一水平掃描線52的電壓數(shù)據(jù)依次變化，例如以臺階狀升高電壓，可以判斷有機EL元件56開始發(fā)光。
圖2展示了根據(jù)該實施例1的自發(fā)光型顯示裝置的控制電路。圖中，21是基于來自控制電路27(后述)的垂直掃描線信號控制第一垂直掃描線51的垂直掃描電路，22是控制第一水平掃描線52的第一水平掃描電路，23是控制第二水平掃描線11的第二水平掃描電路，24是包含有機EL元件56和光檢測元件8的多個象素以矩陣狀形成的顯示部分，25是用光檢測元件8檢測時把在預(yù)定象素的地址中第一水平掃描線52的電壓(第一水平掃描線信號)作為數(shù)據(jù)來存儲的存儲器，26是用來基于存儲器25中的數(shù)據(jù)對在第一水平掃描線52上施加的電壓進行變換的電壓變換電路，27是向垂直掃描電路21供送垂直同步信號、向電壓變換電路26供送亮度數(shù)據(jù)、并向存儲器25供送與象素的地址有關(guān)的數(shù)據(jù)的控制電路。上述電壓變換電路26，具體地，把存儲器25中存儲的各象素發(fā)光開始的電壓加到與使象素發(fā)光的亮度對應(yīng)的電壓上，把與控制電路27送來的亮度數(shù)據(jù)的最小色調(diào)對應(yīng)的、其它各色調(diào)的亮度數(shù)據(jù)通過電壓變換電路26變換成信號電壓數(shù)據(jù)，施加到第一水平掃描線22上。
下面說明主要的動作。
如果用光檢測元件8檢測有機EL元件56的發(fā)光，把第二水平掃描線11的電位信號作為發(fā)光的時鐘信號送到存儲器25，同時把由光檢測元件8檢測時的第一水平掃描線52的電壓信號送到存儲器25。在存儲器25中，基于上述時鐘信號，與從控制電路27送來的與有機EL元件56對應(yīng)的象素的地址數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)地，在存儲器25中存儲上述第一水平掃描線52的電壓信號。在存儲器25中存儲各行的各象素中第一水平掃描線52的電壓信號，對于各列的各象素也同樣地存儲。存儲器25的存儲動作作為下一幀繼續(xù)進行，直到由第一垂直掃描線51進行掃描。在下一幀中重復(fù)上述動作。
圖3展示該實施例1中的象素部的剖面圖。圖中，40是透明絕緣基板，41是遮光膜，42是空穴注入層，43是電子注入層，44是發(fā)光層，56是有機EL元件。
圖3中，在透明絕緣基板40上形成第一晶體管53、第二晶體管55、第三晶體管10和電容器54。通過形成層間絕緣膜，在其上形成非晶硅層、設(shè)置電極，形成光檢測元件8和電阻9，通過只在電阻9上配置遮光膜41，可以由同一非晶硅分別作成光檢測元件8和電阻9。并通過夾著層間絕緣膜層疊空穴注入層42、發(fā)光層44、電子注入層43來構(gòu)成有機EL元件56，可以實現(xiàn)有一對光檢測元件8和有機EL元件56的自發(fā)光型顯示裝置。
由于根據(jù)實施例1的自發(fā)光型顯示裝置的象素驅(qū)動電路如上所述地構(gòu)成，可以預(yù)先由光檢測元件檢測各象素發(fā)光開始的電壓，在存儲器25中存儲該電壓，且由于為了正確地表示各象素要求的亮度可以在與亮度對應(yīng)的電壓上加上有機EL元件56發(fā)光開始的閾值電壓，所以可以不受第二晶體管55的閾值波動左右地以所希望的亮度進行顯示。(實施例2)圖4展示根據(jù)本發(fā)明的實施例2的自發(fā)光型顯示裝置的與一個象素對應(yīng)的象素驅(qū)動電路(圖中的上半部分)的電路圖。圖中，51是第一垂直掃描線，52是第一水平掃描線，53是第一晶體管，54是電容器，55是第二晶體管，56是發(fā)光元件且由有機EL元件構(gòu)成，57是電源線。電容器54的一端和有機EL元件56的陰極側(cè)接地，但也可以是固定電位。另外，8是光檢測元件，11是第二水平掃描線，30是第四晶體管，31是第二電容器。本實施例中，光檢測元件8的一個端子與電源線57相連，另一個端子通過第二電容器31與第一垂直掃描線51相連。第四晶體管30的柵端子與第一垂直掃描線51相連，由第一垂直掃描線51進行控制，同時源端子與光檢測元件8和第二電容器的連接點相連，構(gòu)成為在導(dǎo)通時向第二水平掃描線11施加光檢測元件8和第二電容器的連接點的電位。第四晶體管30的漏端子與第二水平掃描線相連。
下面，說明動作。
在實施例2中，由于電氣回路如上所述地構(gòu)成，第一垂直掃描線51被激勵時，第一晶體管53和第四晶體管30都處于導(dǎo)通狀態(tài)。從第一水平掃描線52向電容器54寫入數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)的電壓值是第二晶體管55可導(dǎo)通的電壓即未達到第二晶體管55的閾值電壓時，有機EL元件56不發(fā)光，所以光檢測元件仍然維持高電阻。對于從光檢測元件8和第二電容器的連接點的電位，是從電源線57的電位減去第一垂直掃描線51的激勵電壓后的電壓，通過第四晶體管30供給到第二水平掃描線11。另一方面，從第一水平掃描線52供給的數(shù)據(jù)的電壓到達可以導(dǎo)通第二晶體管55的電壓時，電流供給到有機EL元件56，有機EL元件56發(fā)光。光檢測元件8檢測該光，光檢測元件8的電阻值下降，通過第四晶體管30向第二水平掃描線11供給大致為電源線57的電位。
這樣地，通過向第一水平掃描線52施加的數(shù)據(jù)的電壓可以檢測第二晶體管55的閾值電壓，由此與實施例1的情況同樣地，可以在存儲器25內(nèi)存儲該電壓，且由于為了正確地表示各象素要求的亮度可以在與亮度對應(yīng)的電壓上加上有機EL元件56發(fā)光開始的閾值電壓，所以可以不受第二晶體管55的閾值波動左右地以所希望的亮度進行顯示。(實施例3)圖5展示根據(jù)本發(fā)明的實施例3的自發(fā)光型顯示裝置的與一個象素對應(yīng)的象素驅(qū)動電路(圖中的上半部分)的電路圖。圖中，51是第一垂直掃描線，52是第一水平掃描線，53是第一晶體管，54是電容器，55是第二晶體管，56是發(fā)光元件且由有機EL元件構(gòu)成。57是電源線，8是光檢測元件，9是電阻。另外，551是修正用的第二垂直掃描線，553是修正用的第三電容器，554是修正用的第五晶體管，35是第6晶體管。另外，有機EL元件56的陰極側(cè)接地，但也可以是固定電位。
另外，圖中下半部分的結(jié)構(gòu)是下一級的結(jié)構(gòu)，與上半部分相同，所以省略說明。另外，該象素驅(qū)動電路以矩陣狀排列，由于該結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的情況相同，說明省略。
下面，參照圖6的波形圖說明動作。圖中分別示出，波形A是第一垂直掃描信號，波形B是第一水平掃描信號，波形C是修正用的垂直掃描信號，波形D是第二晶體管的柵電壓，波形E是有機EL元件發(fā)出的光強度，波形F是節(jié)點Z的電壓。
圖6的時鐘T1中，通過基于波形A所示的第一垂直掃描信號激勵第一垂直掃描線51，第一晶體管53導(dǎo)通。在圖6的時鐘T2中，從第一水平掃描線52通過第一晶體管53和輔助用的第三電容器553向電容器54施加使第二晶體管55充分導(dǎo)通的第一水平掃描線信號(波形B)，結(jié)果，電容器54的充電電壓，即第二晶體管55的柵·源間電壓(波形D)增大，第二晶體管55的電阻下降。與此伴隨著，在有機EL元件56的兩端上施加的電壓增加，通過把該電壓設(shè)定為充分超過有機EL元件56導(dǎo)通的閾值電壓，從電源線57通過第二晶體管55、有機EL元件56流過電流。在圖6的時鐘T3中有機EL元件56發(fā)光(波形E)。由于構(gòu)成為該發(fā)光入射到光檢測元件8，該光導(dǎo)致的光檢測元件8的電阻值下降，第六晶體管35的柵電位即圖5的節(jié)點Z與修正用垂直掃描線551的電位同等，由修正用垂直掃描線551控制第六晶體管35。
圖6的時鐘T4中，通過修正用的垂直掃描線信號(波形C)激勵修正用垂直掃描線551，修正用的第五晶體管554和第六晶體管35同時導(dǎo)通，由此，形成電容器54、第二晶體管55、修正用的第五晶體管554和第六晶體管35構(gòu)成的閉合回路。由于該閉合回路形成電容器54的放電回路，電容器54的電容即第二晶體管55的柵·源間電壓(波形D)降低。因此，第二晶體管55的電阻值再次增大，流過有機EL元件56的電流值減小，同時在有機EL元件56的兩端施加的電壓降低，如果電壓值比有機EL元件56的閾值電壓小，電流就不會流過有機EL元件56，在圖6的T5中如波形E所示有機EL元件56停止發(fā)光。
如果有機EL元件56停止發(fā)光，光檢測元件8的電阻值上升，由此節(jié)點Z與電源線57的電位相等，由于第六晶體管35非導(dǎo)通(波形F)，由電容器54、第二晶體管55、修正用的第五晶體管554和第六晶體管35構(gòu)成的閉合回路斷開，電容器54的放電停止，最終，在第二晶體管55和有機EL元件56串聯(lián)連接的回路中，與為了從電源線57流過電流所必需的柵·源間電壓相等的電位被保存在電容器54上并一直殘留下去。
在電容器54上保存的電壓一直保持到作為下一幀由第一垂直掃描線51進行激勵為止。
然后，在圖6的時鐘T6中，通過修正用的垂直掃描線551使修正用的第五晶體管554非導(dǎo)通后，在圖6的時鐘T7中，通過從第一水平掃描線52施加與有機EL元件56的必要亮度對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(P)，可以修正第二晶體管55的閾值電壓和有機EL元件56的閾值電壓這兩者，可以抑制有機EL元件56的亮度波動。在電容器54上保存的電壓一直保持到作為下一幀由第一垂直掃描線51進行激勵為止。
雖然說明了一個象素內(nèi)的象素驅(qū)動電路的動作，但可以實現(xiàn)以矩陣狀配置的各象素中都進行同樣的動作，在畫面全體上無亮度波動的自發(fā)光型顯示裝置。
雖然在以上電路結(jié)構(gòu)中，所有晶體管都是以P型說明的，但是并不僅限于P型。
另外，在上述說明中，作為顯示元件發(fā)出的光元件采用了有機EL元件，但發(fā)光元件并不僅限于有機EL元件，是無機EL元件等也可以。
由于本發(fā)明可以抑制用來控制發(fā)光元件的電流的晶體管的閾值電壓的波動、和發(fā)光元件發(fā)出的光閾值電壓的波動，所以可以抑制發(fā)光元件的亮度波動，在自發(fā)光型顯示裝置中有效地利用。
權(quán)利要求
1.一種自發(fā)光型顯示裝置，其特征在于包括以矩陣狀配置的多個發(fā)光元件；以及對各發(fā)光元件至少設(shè)置一個的、以接收發(fā)光元件發(fā)出的光的形式形成的光檢測元件，且根據(jù)光檢測元件的信號控制發(fā)光元件發(fā)出的光量。
2.一種自發(fā)光型顯示裝置，包括多條第一垂直掃描線和第一水平掃描線；在第一垂直掃描線和第一水平掃描線的交點附近具有的、由第一垂直掃描線控制的第一晶體管；通過第一晶體管與第一水平掃描線連接的電容器；通過第一晶體管與第一水平掃描線連接的、由第一水平掃描線控制的第二晶體管；以及通過第二晶體管分別與電源線連接的以矩陣狀配置的多個發(fā)光元件，其特征在于在第一垂直掃描線和電源線之間光檢測元件與電阻串聯(lián)連接，具有控制成具有由光檢測元件和電阻的連接點的電位的第三晶體管，電源線通過第三晶體管與第二水平掃描線連接，光檢測元件接收發(fā)光元件發(fā)出的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自發(fā)光型顯示裝置，其特征在于還具有用來借助于上述第二水平掃描線讀出上述光檢測元件的信號的控制電路；把每個發(fā)光元件的信號作為數(shù)據(jù)進行存儲的存儲器；以及基于存儲器的數(shù)據(jù)對施加到發(fā)光元件的信號電壓進行調(diào)制并向上述第一水平掃描線施加的單元。
4.一種自發(fā)光型顯示裝置，包括多條第一垂直掃描線和第一水平掃描線；在第一垂直掃描線和第一水平掃描線的交點附近具有的、由第一垂直掃描線控制的第一晶體管；通過第一晶體管與第一水平掃描線連接的電容器；通過第一晶體管與第一水平掃描線連接的、由第一水平掃描線控制的第二晶體管；以及通過第二晶體管與電源線連接的以矩陣狀配置的多個發(fā)光元件，其特征在于具有由第一垂直掃描線控制的第四晶體管，在第一垂直掃描線和電源線之間光檢測元件和電容器串聯(lián)連接，光檢測元件和電容器的連接點通過第四晶體管與第二水平掃描線相連，光檢測元件接受發(fā)光元件發(fā)出的光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自發(fā)光型顯示裝置，其特征在于還具有用來借助于上述第二水平掃描線讀出上述光檢測元件的信號的控制電路；把每個發(fā)光元件的信號作為數(shù)據(jù)進行存儲的存儲器；以及基于存儲器的數(shù)據(jù)對施加到發(fā)光元件的信號電壓進行調(diào)制并向上述第一水平掃描線施加的單元。
6.一種自發(fā)光型顯示裝置，包括多條第一垂直掃描線和第一水平掃描線；在第一垂直掃描線和第一水平掃描線的交點附近具有的、由第一垂直掃描線控制的第一晶體管；通過第一晶體管和第三電容器，與第一水平掃描線連接的電容器；通過第一晶體管和第三電容器，與第一水平掃描線連接的、由第一水平掃描線控制的第二晶體管；通過第二晶體管分別與電源線連接的以矩陣狀配置的多個發(fā)光元件；以及在由第二垂直掃描線控制的第二晶體管的控制線與發(fā)光元件之間設(shè)置的第五晶體管，其特征在于在第二晶體管的控制線和發(fā)光元件之間設(shè)置與上述第五晶體管串聯(lián)的第六晶體管，在第二垂直掃描線和電源線之間光檢測元件和電阻串聯(lián)連接，光檢測元件和電阻的連接點與上述第六晶體管的控制線相連，光檢測元件接受上述發(fā)光元件發(fā)出的光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)光型顯示裝置，其特征在于上述光檢測元件由非晶硅構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的自發(fā)光型顯示裝置，其特征在于上述光檢測元件和電阻體都由非晶硅構(gòu)成，且在構(gòu)成電阻體的非晶硅和構(gòu)成發(fā)光元件的非晶硅之間形成遮光膜。
全文摘要
提供一種自發(fā)光型顯示裝置，可以在有源矩陣方式的自發(fā)光型顯示裝置的象素驅(qū)動電路中，抑制控制發(fā)光元件的電流的晶體管的閾值電壓的波動、和發(fā)光元件發(fā)出的光閾值電壓的波動，由此可以抑制發(fā)光元件的亮度波動。其中，檢測發(fā)光元件發(fā)出的光的光檢測元件與電阻串聯(lián)連接，通過其連接點的電位檢測晶體管的閾值電壓。并設(shè)置由光檢測元件的信號控制的晶體管，以檢測發(fā)光元件發(fā)出的光閾值電壓。
文檔編號H01L31/0248GK1459088SQ02800727
公開日2003年11月26日 申請日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月19日
發(fā)明者井上滿夫, 岡部正志, 巖田修司, 山本卓 申請人:三菱電機株式會社