(57)【要約】ピクセル電流ドライバが、各々がデュアルゲートを有すると共にＯＬＥＤ層を駆動するためのものであるような複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有している。上記デュアルゲートのうちのトップゲートは、上記薄膜トランジスタの各々のソースとドレインとの間に形成され、これにより寄生容量を最小化する。該トップゲートは接地されるか又はボトムゲートに電気的に接続される。上記複数の薄膜トランジスタは、電圧で計画された態様で形成された２つの薄膜トランジスタ、又は電流で計画されたΔＶＴが補償される態様で形成された５つの薄膜トランジスタとすることができる。δＶＴを補償するような異なる数の薄膜トランジスタを備える電流で計画された回路の他の例も提示されている。上記ＯＬＥＤ層は連続的であり、１００％に近い開口比を提供するために上記複数の薄膜トランジスタ上に垂直方向に積層される。
2004531751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放出する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）層を有する有機発光ダイオード用のピクセル電流ドライバにおいて、
各々がデュアルゲートを有すると共に前記ＯＬＥＤ層を駆動するためのものであるような複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であって、前記デュアルゲートのトップゲートが前記薄膜トランジスタの各々のソースとドレインとの間に形成され、これにより寄生容量を最小化するような複数の薄膜トランジスタを有するピクセル電流ドライバ。
【請求項２】
請求項１に記載のピクセル電流ドライバにおいて、前記薄膜トランジスタの各々が、ａ−Ｓｉ：Ｈ型薄膜トランジスタであるピクセル電流ドライバ。
【請求項３】
請求項１に記載のピクセル電流ドライバにおいて、前記薄膜トランジスタの各々が、ポリシリコン型薄膜トランジスタであるピクセル電流ドライバ。
【請求項４】
請求項３に記載のピクセル電流ドライバにおいて、前記薄膜トランジスタの各々が、ｐチャンネル薄膜トランジスタであるピクセル電流ドライバ。
【請求項５】
請求項２に記載のピクセル電流ドライバにおいて、前記デュアルゲートが通常の逆スタガＴＦＴ構造で作製されるピクセル電流ドライバ。
【請求項６】
請求項２に記載のピクセル電流ドライバにおいて、前記トップゲートが接地されているピクセル電流ドライバ。
【請求項７】
請求項２に記載のピクセル電流ドライバにおいて、前記トップゲートがボトムゲートに電気的に接続されるピクセル電流ドライバ。
【請求項８】
請求項２に記載のピクセル電流ドライバにおいて、前記複数の薄膜トランジスタが２つの薄膜トランジスタであるピクセル電流ドライバ。
【請求項９】
請求項８に記載のピクセル電流ドライバにおいて、前記２つの薄膜トランジスタが電圧で計画された態様で形成されるピクセル電流ドライバ。
【請求項１０】
請求項２に記載のピクセル電流ドライバにおいて、前記複数の薄膜トランジスタが５つの薄膜トランジスタであるピクセル電流ドライバ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のピクセル電流ドライバにおいて、前記５つの薄膜トランジスタが、電流で計画されたΔＶＴ補償型の態様で形成されるピクセル電流ドライバ。
【請求項１２】
請求項２に記載のピクセル電流ドライバにおいて、前記ＯＬＥＤ層が連続的であり、前記複数の薄膜トランジスタ上に垂直方向に積層されるピクセル電流ドライバ。
【請求項１３】
請求項２に記載のピクセル電流ドライバにおいて、当該ピクセル電流ドライバが、ピクセルにおける前記薄膜トランジスタの各々のＶｔｈのずれを自動的に補償するカレントミラー型のピクセル電流ドライバであるピクセル電流ドライバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光ダイオード表示器に係り、更に詳細には、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）とトランジスタ層との間の寄生結合を最小化することができるような有機発光表示器用のピクセル電流ドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＬＥＤは、液晶表示器（ＬＣＤ）と比較して速い応答時間、大きな視野角、高いコントラスト、軽い重さ、少ない電力及び可撓性基板に対する順応性の点で、近年、表示器のアプリケーションの分野で大きな興味を獲得している。ＯＬＥＤがＬＣＤを超える優越性を示すにも拘わらず、カプセル封入及び寿命、歩留まり、カラー効率並びに駆動電子回路に関する幾つかの挑む問題が依然として残存しており、これらの全てが大きな注目を受けている。受動マトリクスアドレス型ＯＬＥＤ表示器は既に市場に出回っているが、これらは次世代表示器で要求される解像度をサポートしていない。何故なら、高情報内容（ＨＩＣ）フォーマットは、アクティブマトリクスアドレス方式でのみ可能であるからである。アクティブマトリクスアドレス方式は、各ＯＬＥＤピクセルにおいて必要とされるバイアス電圧及び駆動電流を供給するために、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）又はポリマ技術を用いて製造された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に基づくバックプレーン電子回路の層を含む。ここで、各ピクセル上における電圧は一層低く、全フレーム期間を通しての電流は小さな一定の値であり、かくして、受動マトリクスアドレス方式に関連するような過度のピーク駆動及び漏れ電流を防止する。これは、ＯＬＥＤの寿命を増加させる。
【０００３】
アクティブマトリクスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）表示器においては、開口比又はフィルファクタ（全ピクセル面積に対する光放出表示面積の比として定義される）が表示品質を保証するために充分に大きいことを保証することが重要である。従来のＡＭＯＬＥＤ表示器は、バックプレーン電子回路が集積されるガラス基板上の開口を介しての光放出に基づくものである。安定した駆動電流のためにＴＦＴ集積のピクセル上（オンピクセル）密度を増加させることは、上記開口の大きさを減少させることになる。ピクセルの大きさが縮小される場合にも、同様のことが起きる。縮尺又はオンピクセル集積密度に対して不変であるような開口比を持つための解決策は、ＯＬＥＤ層をバックプレーン電子回路上に透明トップ電極と共に垂直方向に積層することである（図２参照）。図２において、符号Ｓ及びＤはソース及びドレインを各々示す。これは、ＯＬＥＤピクセル上の連続したバック電極を意味する。しかしながら、この連続したバック電極は寄生容量を生じさせ得、斯かる寄生容量の影響は該電極がスイッチング及び他の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）上を走る場合に著しくなる。ここで、上記バック電極の存在はＴＦＴに寄生チャンネルを誘起し得、大きな漏れ電流を生じさせる。該漏れ電流とは、当該ＴＦＴのゲートがオフ状態の場合に該ＴＦＴのソースとドレインとの間で流れる電流である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、ＯＬＥＤとトランジスタ層との間の寄生的結合を最小化することができるような有機発光表示器（ＯＬＥＤ）用のピクセル電流ドライバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明による光を放出するＯＬＥＤ層用のピクセル電流ドライバは、各々がデュアルゲートを有すると共にＯＬＥＤ層を駆動するためのものであるような複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有している。上記デュアルゲートのうちのトップゲートは上記薄膜トランジスタの各々のソースとドレインとの間に形成され、これにより寄生容量を最小化する。
【０００６】
上記薄膜トランジスタの各々は、ａ−Ｓｉ：Ｈ型の薄膜トランジスタ又はポリシリコン型の薄膜トランジスタとすることができる。
【０００７】
該ピクセル電流ドライバは、ピクセルにおける薄膜トランジスタの各々のＶthのずれを自動的に補償するカレントミラー型のピクセル電流ドライバである。そして、該ピクセル電流ドライバは白黒表示用ともなり、又はフルカラー表示用ともなる。
【０００８】
上記デュアルゲートは、通常の逆スタガＴＦＴ構造で製造される。これらＴＦＴの各々の幅は同ＴＦＴの長さよりも大きく形成され、トップゲート用のソースとドレインとの間に充分な間隔を設ける。好ましくは、上記長さは３０μｍとし、上記幅は１６００μｍとする。これらトランジスタの長さ及び幅は、当該回路により必要とされる最大駆動電流及び使用される製造技術に応じて変化しても良い。上記トップゲートは接地されるか、又はボトムゲートに電気的に接続される。上記複数の薄膜トランジスタは、電圧で計画された（voltage-programmed）態様により形成された２つの薄膜トランジスタ、又は電流で計画されたΔＶＴ補償型の態様で形成された５つの薄膜トランジスタ、又は４つの薄膜トランジスタとすることができる。上記ＯＬＥＤ層は上記複数の薄膜トランジスタ上に垂直方向に積層される。
【０００９】
本発明によるａ−Ｓｉ：Ｈ電流ドライバの上記構成によれば、ＴＦＴのトップチャンネルに誘起される電荷は最小化され、該ＴＦＴにおける漏れ電流は回路性能を向上させるように最小化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の上記目的及び特徴は、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明することにより一層明らかになるであろう。
【００１１】
アモルファスシリコンは、ポリシリコンと較べて等価な電子的特性を享受しないが、アモルファスシリコンはページャ、携帯電話及び他の移動体装置に要求されるもののような小面積表示器用の多くの駆動要件を充分に満たす。ポリシリコンＴＦＴは、これらＴＦＴが高移動度により良好なピクセル駆動能力を提供することができることにおいて１つの重要な利点を有しており、上記移動度はμＦＥ〜１００ｃｍ２／Ｖｓのオーダでもあり得る。このことは、ポリシリコンを大面積（例えば、ラップトップの大きさの）ＶＧＡ及びＳＶＧＡ表示器にとって非常に望ましいものにしている。しかし、ａ−Ｓｉ：Ｈ ＴＦＴ（μＦＥ〜１cm２／Ｖｓ）に関連する低移動度は、制限要因とはならない。何故なら、所要の駆動電流を提供するために、ピクセルにおける駆動トランジスタの面積を拡大することができるからである。ＯＬＥＤ駆動電流密度は、殆どの表示器にとり必要な輝度である１００ｃｄ／ｍ２なる輝度を提供するためには、１０Ｖ動作において典型的には１０ｍＡ／ｃｍ２である。例えば、０．５ｃｍ２／Ｖｓなるａ−Ｓｉ：Ｈ ＴＦＴの移動度及び２５μｍなるチャンネル長の場合、この駆動電流要件は３００μｍ２なる所要のピクセル面積となり、これは３インチ程度の白黒表示器アプリケーションに対するピクセル解像度及び速度の要件を充分に満たすものである。図１は、２Ｔドライバ及び５Ｔドライバなる２つのタイプのドライバ（後述する）に関して算出されたデバイス移動度に伴う、所要のピクセルサイズの変化に関してのシミュレーション結果を図示しており、ここで、μ０は値が０．１ないし１ｃｍ２／Ｖｓの範囲内であるような基準移動度を示している。例えば、２Ｔドライバ（図５Ａ参照）のピクセルの面積は、スイッチングトランジスタの面積、駆動トランジスタの面積及び相互接続部、バイアスライン等により占有される面積を含む。図１において、駆動電流及びフレームレートは、２３０ｘ２３０のアレイに対して、各々、１０μＡ及び５０Ｈｚに一定に維持されている。２Ｔドライバと５Ｔドライバとの間では面積の大幅な節約は存在しないが、移動度の増加に伴い節約が顕著になることが明らかである。これは、μＦＥとＴＦＴアスペクト比、即ちＷ／Ｌ（幅／長さ）との間で取引きが存在するような駆動トランジスタの面積の減少から主に生じる。
【００１２】
閾電圧（ＶＴ）の均一性及び安定性に関しては、ポリシリコン及びａ−Ｓｉ：Ｈの両者は同一の問題を共有する。もっとも、比較すると、後者は、安定性ではなくて、より良好な空間的均一性（ΔＶＴ）を提供する。このように、両者ともに駆動電流のピクセル間変化が問題であり得る。もっとも、ΔＶＴを補償するために、従って駆動電流の均一性を改善するためには、賢明な回路設計技術を使用することができる。長期間的信頼性に関しては、表示及び画像化用のａ−Ｓｉ：Ｈ技術に基づく製品が既に存在し、ＯＬＥＤに関連する信頼性の問題は異なるかも知れないものの、ポリシリコン技術に関しては充分に明らかではない。ａ−Ｓｉ：Ｈ技術に関連する製造工程は標準のものであって、主流の集積回路（ＩＣ）技術から、大幅に少ない資本設備コストで適応化される。ａ−Ｓｉ：Ｈ技術の主たる利点の１つは、低価格になり、良く確立された技術であることであるが、ポリシリコンは未だ製造可能性の段階に到達する必要がある。また、該技術は将来のアプリケーションに対する大きな有望さも保持している。何故なら、良好に付着されたａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−ＳｉＮｘ：Ｈ及びＴＦＴアレイを低温度（≦１２０ｏＣ）で達成することができ、かくして、プラスチック基板に対して順応的にさせ、これが機械的可撓性表示器にとって重大な要件であるからである。
【００１３】
バック電極によりピクセルにおける全ＴＦＴにおいて誘起される導通を最小化するために、デュアルゲート構造に基づく交互のＴＦＴ構造が採用される。デュアルゲートＴＦＴ（図３参照）においては、ＯＬＥＤ電極がａ−Ｓｉ：Ｈチャンネル領域（図２参照）をバイアスするのを防止するために、ＴＦＴ構造にトップゲートが追加される。該トップゲート上の電圧は、当該ＴＦＴの（寄生）トップチャンネルに誘起される電荷を最小化するように選択することができる。該トップゲート上の電圧の選択の基となる目的は、当該駆動回路における寄生容量及びＴＦＴにおける漏れ電流を最小化して回路性能を向上させることにある。以下においては、ａ−Ｓｉ：Ｈバックプレーン電子回路に基づく表面放出（１００％開口比）ＡＭＯＬＥＤ表示器にとり中核となるデュアルゲートＴＦＴの動作を説明する。
【００１４】
図３は、この目的のために製造されるデュアルゲートＴＦＴの構造を示し、ここで、符号Ｓ及びＤはソース及びドレインを各々示している。当該製造工程は、トップゲートをパターニングするために６番目のマスクを必要とする点を除き通常の逆スタガＴＦＴ構造のものと同一である。該ＴＦＴの長さは、トップゲートのためにソースとドレインとの間に充分な間隔を設けるために約３０μｍであり、幅は、測定用にかなりの漏れ電流を生成するために、これらのＴＦＴのうち４つを並列に相互接続して非常に大きく（１６００μｍ）されている。電流の測定には遅延時間が挿入されて、時間依存性容量を生じさせるような当該ａ−Ｓｉ：Ｈ活性層内の欠陥により生成される過渡期間を、当該測定が通過したことを保証する。
【００１５】
図４は、４つの場合に関して、即ち第１にトップゲートが−１０Ｖに接続されている場合、第２にトップゲートが接地されている場合、第３にトップゲートが浮動状態の場合、最後にトップゲートがボトムゲートに短絡されている場合に関して、静的電流測定の結果を示している。浮動状態のトップゲートの場合、当該特性は通常の単一ゲートＴＦＴのものと概ね類似している。漏れ電流は、特にトップゲートが負の電圧でバイアスされる場合に相対的に大きくなる。漏れ電流の最小の値は、トップゲートが０Ｖ又はボトムゲートの電圧の何れかに固定された場合に得られる。特に、後者の場合に、当該ＴＦＴの性能は、（順方向）準閾（sub-threshold）動作状態において著しく改善される。この準閾性能の向上は、トップゲート上の正のバイアスによる実効導通経路のバルクａ−Ｓｉ：Ｈ領域に対する下側境界から離れる方向の強制的ずれにより説明することができる。これは、当該ＴＦＴの準閾傾斜上の上記下側境界におけるトラップ状態の影響を減少させる。
【００１６】
上記トップゲートとしての他の金属コンタクトの追加は当該ＴＦＴの漏れ電流を減少させるが、斯かる金属コンタクトは、ＯＬＥＤピクセルを垂直方向に積層することにより生じる可能性のある寄生容量によりピクセル回路性能を潜在的に悪化させ得ることに注意すべきである。このように、トップゲート接続の選択は、極めて重大なものである。例えば、ピクセル回路におけるトップゲートが、関連するＴＦＴのボトムゲートに接続された場合、これはゲートとカソードとの間に位置する寄生容量を生じさせ、該寄生容量はマルチプレクサＯ／Ｐが当該ＴＦＴスイッチを駆動する場合に（当該寄生容量の充電により）望ましくない表示動作に繋がる可能性がある。一方、トップゲートが接地された場合、これは、寄生容量が接地されて、信頼性のある安定した回路動作を生じることになる。
【００１７】
ここで考察されるＯＬＥＤ駆動回路は、良く知られた電圧で計画された（voltage-programmed）２Ｔドライバ、及びもっと複雑な電流で計画されたΔＶＴ補償型５Ｔドライバである（図５Ａ及び６Ａ参照）。後者は前の設計の大幅な変形例であり、少ないピクセル面積（＜３００μｍ）、少ない漏れ電流、低い電源電圧（２０Ｖ）、高い直線性（〜３０ｄＢ）及び大きなダイナミックレンジ（〜４０ｄＢ）に繋がる。５Ｔドライバの動作を詳述する前に、比較的簡単な電圧駆動２Ｔドライバを説明する。図５Ｂは、２Ｔピクセルドライバの入力−出力タイミング図を示している。アドレスラインが活性化されると、データライン上の電圧がコンデンサＣＳ及びドライバトランジスタＴ２のゲート容量を充電し始める。データライン上の電圧に応じて、上記コンデンサはドライバトランジスタＴ２を導通させるまで充電し、次いで、該トランジスタは当該ＯＬＥＤを適切な電流レベルで駆動するよう導通開始する。アドレスラインがオフされると、Ｔ１はオフするが、Ｔ２のゲートにおける電圧は残存する。何故なら、Ｔ１の漏れ電流は比較上取るに足りないからである。従って、当該ＯＬＥＤを経る電流は、オフ過程後も変化されないままとなる。該ＯＬＥＤの電流は、異なる電圧が該ピクセルに書き込まれる次の時点でのみ変化する。
【００１８】
前のドライバとは異なり、この場合に５Ｔピクセルに書き込まれるデータは電流である（図６Ａ参照）。図６Ｂは、５Ｔピクセルドライバの入力−出力タイミング図を示す。アドレスライン電圧Ｖaddress及びＩdataは同時に活性化又は非活性化される。Ｖaddressが活性化されると、該電圧はＴ１及びＴ２を強制的にオンさせる。Ｔ１は即座に導通を開始するが、Ｔ２は導通を開始しない。何故なら、Ｔ３及びＴ４がオフであるからである。従って、Ｔ２のドレイン及びソースにおける電圧は等しくなる。Ｔ１を経る電流の流れは、上記２Ｔドライバと全く同様に、トランジスタＴ３及びＴ５のゲートコンデンサを充電し始める。これらのトランジスタの電流は増加し始め、結果として、Ｔ２は電流を導通し始める。従って、ＩdataのＴ１の持ち分は減少し、ＩdataのＴ２の持ち分が増加する。この過程は、Ｔ３及びＴ５のゲートコンデンサが、Ｔ３の電流をＩdataとなるように強制するような電圧まで充電する（Ｔ１を介して）まで、継続する。この時点で、Ｔ１の電流は零となり、全ＩdataはＴ２及びＴ３を介して流れる。同時に、Ｔ５は当該ＯＬＥＤを経る電流を駆動し、該電流は理想的にはＩdata＊（Ｗ５／Ｗ３）に等しく、これは電流利得を意味する。ここで、Ｉdata及びＶaddressが非活性化されると、Ｔ２はオフされるが、Ｔ３及びＴ５における容量の存在により、これら２つのデバイスの電流は容易には変化し得ない。何故なら、上記容量がバイアス電圧を一定に維持するからである。これは、Ｔ４がＴ３のものと同一の電流を伝導するのを強制し、書き込み期間が経過しても、ドライバＴ５が同一の電流を当該ＯＬＥＤに流し込むのを可能にする。次いで、当該ピクセルへの新たな値の書き込みが、当該ＯＬＥＤへの電流駆動を変化させる。
【００１９】
上記５Ｔドライバ回路に関する過渡シミュレーションの結果が、図７に示されている。分かるように、該回路は７０μｓ未満の書き込み時間を有し、斯かる時間は殆どのアプリケーションに対して許容されるものである。該５Ｔドライバ回路は所要のピクセルサイズを大幅には増加させない（図１参照）。何故なら、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４のサイズが縮小されるからである。これは、内部利得（Ｗ５／Ｗ３＝８）も提供し、該内部利得は１０μＡのＯＬＥＤ電流に対して所要の入力電流を２μＡ未満まで減少させる。上記２Ｔ及び５Ｔドライバ回路に関する伝達特性が、信頼の置ける物理学的に基づいたＴＦＴモデルを用いて順方向及び逆方向の両状況に関して発生されて、図８及び図９に各々図示されている。同様の設計と比較して幾何学的に規定された内部ピクセル利得により、５Ｔドライバ回路に関しては、伝達特性（Ｉdata／ＩＯＬＥＤ）の大幅に改善された直線性（〜３０ｄＢ）が見られる。加えて、高電流経路には２つの部品（ＯＬＥＤ及びＴ５）が存在し、該経路は所要の電源電圧を減少させ、従ってダイナミックレンジを改善する。図９によれば、２０Ｖなる電源電圧及びＩＯＬＥＤ≦１０μＡなる範囲内の駆動電流に対して良好なダイナミックレンジ（〜４０ｄＢ）が見られ、これは高輝度に対して現実的である。図１０は、上記２Ｔ及び５Ｔドライバ回路に関して、閾電圧のずれに伴うＯＬＥＤ電流の変化を図示している。上記５Ｔドライバ回路は、閾電圧のズレを、特に該ずれが電源電圧の１０％より小さいような場合に補償する。これは、該５Ｔドライバ回路が電流で計画されたものであるからである。対照的に、２Ｔ回路におけるＯＬＥＤ電流は、閾電圧のずれに伴い著しく変化する。ここで述べた５Ｔドライバ回路は、大幅に低い電源電圧で動作し、大幅に大きな駆動電流を有し、少ない面積しか占有しない。
【００２０】
該ピクセルアーキテクチャは、ＯＬＥＤ駆動電流の均一性及び高アスペクト比のために高いオンピクセルＴＦＴ集積密度を可能にするような表面（トップ）放出ＡＭＯＬＥＤ表示器と整合性が良い。オンピクセル利得、高直線性（〜３０ｄＢ）、及び同様の設計（２７Ｖ）と較べて低電源電圧（１５ないし２０Ｖ）で高ダイナミックレンジ（〜４０ｄＢ）を提供するような５Ｔドライバ回路を説明した。ここで述べた結果は、ガラス及びプラスチックの両基板上での３インチの移動体白黒表示アプリケーションに対しａ−Ｓｉ：Ｈを使用する可能性を示している。後者の場合、ＴＦＴの移動度は低くなるが、図１に示すように、それでも駆動トランジスタのサイズは、ピクセル面積に対する要件を満たすように拡大することができる。
【００２１】
ポリシリコンは、アモルファスシリコンよりも高い電子及び正孔移動度を有している。上記正孔移動度はｐチャンネルＴＦＴの製造を可能にするほど充分に大きい。
【００２２】
ｐチャンネルＴＦＴを有する利点は、ボトム放出ＯＬＥＤを、非常に良好な電流源となるようにｐチャンネル駆動ＴＦＴと共に使用することができる点にある。１つの斯様な回路が図１１に示されている。図１１において、ｐ型駆動ＴＦＴのソースはＶddに接続されている。かくして、Ｖgs（ゲートソース間電圧）、従って該ｐ型ＴＦＴの駆動電流は、ＯＬＥＤ特性とは独立したものとなる。言い換えると、図１１に示すドライバは良好な電流源として動作する。従って、ボトム放出ＯＬＥＤはｐチャンネル駆動ＴＦＴと一緒に使用するのに適しており、トップ放出ＯＬＥＤはｎチャンネルＴＦＴと一緒に使用するのに適している。
【００２３】
ポリシリコンを使用することとの取り引きは、ポリシリコンＴＦＴを作成する工程がアモルファスシリコンのものより大幅に高い温度を必要とする点である。この高温度処理要件はコストを大幅に増加させ、プラスチック基板に対して順応性もない。更に、ポリシリコン技術は、アモルファスシリコン程には成熟しておらず、広く利用可能でもない。対照的に、アモルファスシリコンは液晶表示器（ＬＣＤ）に現在使用されている充分に確立された技術である。トップ放出ＯＬＥＤ型回路設計と組み合わされたアモルファスシリコンがＡＭＯＬＥＤ表示器にとり最も有望であることは、これらの理由によるものである。
【００２４】
ポリシリコンＴＦＴと比較して、アモルファスシリコンＴＦＴはｎ型であり、従って図２に示すようなトップ放出回路に一層適している。しかしながら、アモルファスシリコンＴＦＴは、物質的構造による固有の安定性問題を有している。アモルファスシリコン回路設計において、最大の障害は、長時間のゲートバイアスの後の閾電圧Ｔｔｈの上昇である。このずれは、ＯＬＥＤ表示ピクセルの駆動ＴＦＴにおいて特に顕著である。この駆動ＴＦＴは常に“オン”状態にあり、該状態においては当該ＴＦＴのゲートには正の電圧が存在する。結果として、該ＴＦＴのＶｔｈは上昇し、駆動電流は下記の電流−電圧関係式に基づいて減少する：
Ｉds＝（μＣｏｘＷ／２Ｌ）（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）        （飽和領域において）
表示器においては、これは、ＯＬＥＤの輝度が時間と共に低下することを意味し、これは許容されるものではない。従って、先に示した２Ｔ回路は、Ｖｔｈの如何なる増加も補償しないのでＯＬＥＤ表示器にとっては実用的ではない。
【００２５】
第１のカレントミラー型ピクセルドライバ回路が提示され、該回路はピクセルにおける駆動ＴＦＴのＶｔｈのずれを自動的に補償した。この回路は図６Ａに示した５Ｔ回路である。
【００２６】
白黒表示器用に４つの更なるＯＬＥＤピクセルドライバ回路が提示され、フルカラー表示器用に１つの回路が提示される。これらの全ての回路は、Ｖｔｈのずれを自動的に補償するようなメカニズムを有している。図１２に示す第１回路は、図６Ａの５Ｔ回路の変形例である。（前記５Ｔ回路からトランジスタＴ４が削除されている。）この回路は、前記５Ｔ回路より小さな面積しか占有せず、より大きなダイナミックレンジを提供する。この一層大きなダイナミックレンジは入力端における一層大きな信号の振れを許容し、これは、当該ＯＬＥＤの輝度を、より広い範囲にわたり調整することができることを意味する。
【００２７】
図１３は、ＯＬＥＤ表示器用の４Ｔピクセルドライバ回路を示している。図１３に示す該回路は、カレントミラーに基づく４Ｔピクセルドライバ回路である。この回路の利点は、コンデンサＣＳの放電時間が大幅に低減されるという点にある。これは、放電経路が２つのＴＦＴ（図１２の回路における３つのＴＦＴと比較して）しか有していないという理由による。充電時間は同一のままである。他の利点は、この回路により提供される付加的な利得が存在する点にある。その理由は、Ｔ３及びＴ４が同一のソース電圧を有していないことである。しかしながら、この利得は非線形なので、或る場合には望ましくないかも知れない。
【００２８】
図１４には、他の４Ｔ回路が示されている。この回路は、前の回路（図１３）において存在するような非線形利得は有していない。何故なら、Ｔ３及びＴ４のソース端子は同一の電圧であるからである。該回路は、小さなコンデンサ放電時間と共に、図１３の回路の他の特徴も依然として維持する。
【００２９】
図１５は、４Ｔ回路の他の例を示している。この回路は、良好なカレントミラー特性は有していない。しかしながら、この回路は図１６に示す３色ＲＧＢ回路用の構築ブロックを形成する。該回路も、小さなコンデンサ放電時間及び高ダイナミックレンジを有している。
【００３０】
図１６に示すフルカラー回路は、表示器上のＲＧＢピクセルにより必要とされる面積を最小化する一方、閾電圧のずれの補償、ピクセル内電流利得、低コンデンサ放電時間及び高ダイナミックレンジ等の所望の特徴を維持する。
【００３１】
上述した回路においては最小の寄生効果で以ってＯＬＥＤ層の垂直方向の集積を可能にするためにデュアルゲートＴＦＴが使用されていることに注意することが重要である。しかしながら、それにも拘わらず、当該回路は単純な単一ゲートＴＦＴであってさえも、Ｖｔｈのずれを補償する。加えて、これらの回路はｎ型のアモルファスシリコンＴＦＴを使用する。しかしながら、これら回路はｐ型又はｎ型ＴＦＴを使用するポリシリコン技術にも適用可能である。ポリシリコンで作成された場合、これら回路は、この技術における問題である閾電圧の不均一性を補償することができる。ｐ型回路は上述した回路と共役的であり、ボトム放出ピクセルに適している。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、２Ｔ及び５Ｔピクセルドライバに関して、移動度に伴う所要のピクセル面積の変化を示す。
【図２】図２は、表面放出ａＳｉ：Ｈ ＡＭＯＬＥＤ表示器のピクセルアーキテクチャを示す。
【図３】図３は、デュアルゲートＴＦＴ構造の断面を示す。
【図４】図４は、種々のトップゲートバイアスに対するデュアルゲートＴＦＴの順方向及び逆方向伝達特性を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、２Ｔピクセルドライバの等化回路を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、２Ｔピクセルドライバの関連する入力−出力タイミング図を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、５Ｔピクセルドライバの等化回路を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、５Ｔピクセルドライバの関連する入力−出力タイミング図を示す。
【図７】図７は、３つの連続した書込サイクルに対する上記５Ｔドライバの過渡性能を示す。
【図８】図８は、異なる電源電圧に対する上記２Ｔピクセルドライバの入力−出力伝達特性を示す。
【図９】図９は、異なる電源電圧に対する５Ｔピクセルドライバの入力−出力伝達特性を示す。
【図１０】図１０は、ＯＬＥＤ電流の変化を、閾電圧の正規化されたずれの関数として示す。
【図１１】図１１は、ｐチャンネル駆動ＴＦＴを有する２Ｔポリシリコン型ピクセル電流ドライバを示す。
【図１２】図１２は、ＯＬＥＤ表示器用の４Ｔピクセル電流ドライバを示す。
【図１３】図１３は、より小さな放電時間を持つ４Ｔピクセル電流ドライバを示す。
【図１４】図１４は、非線形利得を有さない４Ｔピクセル電流ドライバを示す。
【図１５】図１５は、フルカラー回路の構築ブロックであるような４Ｔピクセル電流ドライバを示す。
【図１６】図１６は、ＯＬＥＤ表示器用のフルカラー（ＲＧＢ）ピクセル電流ドライバを示す。
【符号の説明】
【００３３】
ＣＳ          コンデンサ
ＯＬＥＤ     有機発光ダイオード
Ｔ１〜Ｔ５    薄膜トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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