(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端子と第２の端子とを有する有機発光素子を有し、前記第１の端子が第１の電圧源に結合されている有機発光表示装置を駆動するようにした画素駆動回路であって、
前記有機発光素子に印加される有機発光表示電流を制御するための制御信号を発生する第１の制御回路と、
第１の型にドープされる第１のドレイン／ソース端子及び第２のドレイン／ソース端子と、ゲート端子とを有する駆動トランジスタと、
半導体構造部とを備え、
前記ゲート端子は、前記第１のドレイン／ソース端子と前記第２のドレイン／ソース端子との間のチャンネルを制御するため前記制御信号を受け取り、該チャンネルを通して流れる有機発光表示電流を調節するようにされ、
前記半導体構造部は、前記チャンネルに接続された第１の領域と該第１の領域に接続された第２の領域とを有し、該第２の領域は第２の電圧源に結合され、
前記第１の領域は、真性領域であるか、又は第２の型にドープされており、
前記駆動トランジスタの第１のドレイン／ソース端子及び第２のドレイン／ソース端子の内の一方は第２の電圧源に結合され、
前記第２の領域は、第２の型にドープされ、且つ第２の領域は、前記第１の領域より高いドーピング濃度を有することを特徴とする有機発光表示装置のための画素駆動回路。
【請求項２】
前記駆動トランジスタが、前記有機発光素子の第２の端子に直接結合されている請求項１記載の画素駆動回路。
【請求項３】
前記駆動トランジスタと前記有機発光素子との間に結合され、前記有機発光表示電流が前記有機発光素子へ供給されるか否かを制御する第２の制御回路を、更に、備える請求項１記載の画素駆動回路。
【請求項４】
前記第１の型にドーピングされた領域がＮ型にドーピングされ、そして前記第２の型にドーピングされた領域がＰ型にドーピングされた請求項１記載の画素駆動回路。
【請求項５】
前記第１の型にドーピングされた領域がＰ型にドーピングされ、そして第２の型にドーピングされた領域がＮ型にドーピングされた請求項１記載の画素駆動回路。
【請求項６】
前記半導体構造部が、前記第２の領域に接続され且つ第２の型にドーピングされた第３の領域を更に備え、該第３の領域は、前記第２の領域よりも高いドーピング濃度を有し、前記第２の領域ではなく前記第３の領域が前記第２の電圧源に接続される請求項１記載の画素駆動回路。
【請求項７】
前記第１の型にドーピングされた領域がＮ型にドーピングされ、そして前記第２の型にドーピングされた領域がＰ型にドーピングされた請求項６記載の画素駆動回路。
【請求項８】
第１の型にドーピングされた領域がＰ型にドーピングされ、そして第２の型にドーピングされた領域がＮ型にドーピングされた請求項６記載の画素駆動回路。
【請求項９】
請求項１に係る画素駆動回路を備えていることを特徴とする有機発光表示装置。
【請求項１０】
画像を表示するように使用される画像信号を発生する信号発生器と請求項９に係る有機
発光表示装置とを備えていることを特徴とする電子装置。
【請求項１１】
前記第１の領域が第２の型にドープされている請求項1記載の画素駆動回路。
【請求項１２】
前記第１の領域が真性領域である請求項１記載の画素駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に有機発光表示（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙ）装置の為の画素駆動回路に関する。特に、４端子のトランジスタを駆動トランジスタとして使用する画素駆動回路および有機発光表示装置、並びにそれらを使用する電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自己発光する有機発光表示装置は、液晶表示装置（ＬＣＤ）に必要とされる背面光を必要としない。それ故、より薄い装置を製造する際には有機発光表示装置が最適である。また、自己発光する有機発光表示装置は、視認性に優れ、視野角に関する制限が全くない。これらの理由によって、有機発光表示装置を使用する発光素子が、近年ＣＲＴとＬＣＤｓに取って代わる表示装置として受け入れられていると注目されている。
【０００３】
有機発光表示装置の為の駆動回路、すなわち、電圧の駆動回路及び電流の駆動回路の２種類に分類することができる。しかしながら、どの種類の駆動回路が使用されるとしても、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が、駆動トランジスタとして有機発光素子に供給される電流を調節する為に用いられる。図１は、従来の有機発光表示装置の画素に関するものであり、駆動トランジスタと該駆動トランジスタに対応する有機発光素子の接続構造が示された図である。
【０００４】
図１に示されるように、制御回路１０は、有機発光素子１４に供給された有機発光表示電流を調節する為に、駆動トランジスタ１２のゲート端子を制御する制御信号を与える。駆動トランジスタ１２が３端子装置であるので、該ボディはフロートされ、駆動トランジスタ１２が飽和領域で作動するとき、電流のキンク効果がより明らかとなる。
【０００５】
更に、駆動トランジスタ１２（例えば、ｐ−チャンネルＴＦＴ）が高いドレインバイアス条件で作動するとき、ホットキャリア効果で発生する正孔が背後のチャンネル領域に蓄積する。これらの蓄積された正孔は、余分なＮＰＮ電流やＢＪＴ電流を引き起こす。従って、ＴＦＴ飽和電流は、該ドレイン電圧として増加する。さらに、ドレイン領域の局所電場は、ポリシリコンチャンネルでの高い欠陥密度を理由として、より大きくなる可能性がある。これは、現在のキンク効果をより深刻にし、故に有機発光表示の明るさの一様性が影響を受けることとなる。
【０００６】
アクティブ−マトリクス有機発光表示装置（ＡＭＯＬＥＤ）のパネルに関して、明るさの一様性は、３つの主な要因、すなわち、有機発光表示装置の信頼性、有機発光表示の一様性、及びＴＦＴ特性の変化によって影響を受ける。図２（ａ）は、有機発光表示装置の信頼性によって起こる影響が示された特性である。当業者がよく知っているように、有機発光表示電流はある期間の経過後に低下するようになる。これは、同じ電流を維持する為により高い電圧を有機発光素子に印加する必要があることを意味する。
【０００７】
図２（ａ）に示されているように、有機発光表示の効率が低下するに従って、駆動ＴＦＴの飽和電流が定常値でなければ、変動量デルタＩｓの為に有機発光素子を流れる電流が変化する。言い換えれば、深刻なキンク効果が駆動ＴＦＴで観測される場合、画素の明るさだけではなく、パネルのグレースケールも変化する。
【０００８】
図２（ｂ）は、有機発光表示の一様性によって起こる影響が示された特性である。図２（ｂ）に示されているように、同じＶｄｓ値を与えても、有機発光表示電流もまた（キンク効果のために発生する）非飽和したＴＦＴ電流の為に異なっている。したがって、ＡＭＯＬＥＤパネルの不均等な明るさが観測される。
【０００９】
図２（ｃ）は、ＴＦＴ特性の変化によって引き起こされた影響を示す特性である。プロセス変動のため、ＴＦＴＡ、ＴＦＴＢ、およびＴＦＴＣにおける、キンク効果の度合いもまた異なっている。図２（ｃ）に図示されるように、有機発光素子のターンオン特性が同じであっても、有機発光表示電流は異なる。従って、ＡＭＯＬＥＤパネルは、明るさの一様性において品質が低い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、キンク効果は、ＡＭＯＬＥＤパネルの明るさの一様性の為の切迫した課題である。従って、駆動トランジスタで起こるキンク効果を減少させる必要性がある。
【００１１】
従って、本発明は有機発光表示装置用の駆動回路、有機発光表示装置、及びこれらを使用する電子装置に適応される。本発明を使用することによって、キンク効果は、ＡＭＯＬＥＤパネルの明るさの一様性（均一度）を改良できるところまで減少する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
１つの局面では、本発明は、有機発光表示装置のための画素駆動回路に適応される。該画素駆動回路は、第１の端子と第２の端子を有する有機発光表示装置を駆動するようにされている。該第１の端子は第１の電圧源と結合される。画素駆動回路は制御回路、駆動トランジスタ、および半導体構造部を具備する。
【００１３】
該制御回路は、有機発光素子に供給された有機発光表示電流を制御するための制御信号を発生させる。駆動トランジスタには、第１のドレイン／ソース端子、第２のドレイン／ソース端子、およびゲート端子がある。該ゲート端子は、チャンネルを流れる有機発光表示電流を調節するために、第１のドレイン／ソース端子と第２のドレイン／ソース端子の間のチャンネルを制御するための制御信号を受信する。さらに、上記半導体構造部は、該チャンネルと第２の電圧源との間に結合される。
【００１４】
本発明の一実施例によると、半導体構造部は、ＴＦＴチャンネルと結合された真性領域とドープ領域と結合された真性領域とを包括する。そして、該ＴＦＴチャンネルと該真性領域とは、異なったタイプのドーパントがドーピングされる。
【００１５】
本発明の一実施例によると、半導体構造部は、第１のタイプ（型）がドーピングされたチャンネルと結合された第１の領域と、及び、第１の領域と結合し、第２のタイプ（型）がドーピングされ第２の領域とを具備する。該第１の領域は、真性領域もしくは第２のドーパントにより軽度にドーピングされた領域である。第１の領域が軽度にドーピングされる際、第２の領域は、該第１の領域よりもより高いドーピング濃度を有する。
【００１６】
本発明の一実施例によると、半導体構造部は、第１のドーパントがドーピングされたチャンネルに結合された第１の領域と、第２のドーパントがドーピングされ、該第１の領域に結合された第２の領域と、第３のドーパントがドーピングされ、該第２の領域に結合された第３の領域とを具備する。該第１の領域は、真性領域もしくは第２のドーパントが軽度にドーピングされた領域である。該第１の領域が軽度にドーピングされる場合、該第２の領域は、第１の領域よりもより高いドーピング濃度を有する。該第３の領域は、該第２の領域よりも高いドーピング濃度を有する。
【００１７】
もう一つの側面では、本発明が有機発光表示装置に適合される。この有機発光表示装置は、データ信号を与えるデータドライバと、走査信号を与えるスキャンドライバと、アクティブエリアとを具備する。該アクティブエリアは、複数の有機発光表示画素を具備する。少なくとも１つの有機発光表示画素が、１つの有機発光素子を具備し、該有機発光素子は、第１の端子と、第２の端子と、第１の電圧源への接続している第１の端子と、データ信号及びスキャン信号に応じて有機発光素子に供給された有機発光表示電流を制御する制御信号を発生する制御回路と、駆動トランジスタと、半導体構造部とを有している。該駆動トランジスタは、第１のドレイン／ソース端子と、第２のドレイン／ソース端子と、ゲート端子とを含んでいる。
【００１８】
該ゲート端子は、チャンネルを通る有機発光表示電流の流れを調節するために、有機発光表示電流を制御する信号を受信し、第１のドレイン／ソース端子と第２のドレイン／ソース端子との間のチャンネルを制御する。さらに、半導体構造部は、該チャンネルと第２の電圧源との間に結合される。
【００１９】
さらに別の局面では、本発明は、電子装置に適合される。該電子装置は、イメージ信号を発生するシグナル発生器と、上記に説明されるような有機発光表示装置とを具備する。該シグナルは、画像を表示するために使用される。
【発明の効果】
【００２０】
従って、該駆動トランジスタの後ろのチャンネル領域に蓄積する正孔もしくは電子のどちらかにより発生したキンク効果は、該チャンネルに結合した半導体構造部を経由して、該正孔もしくは電子が、該駆動トランジスタの外側に流れ出ることにより減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の好適な実施例を、添付図面を参照して詳細に説明する。可能な限りどの部分においても、図面及び明細書において同一のものに言及するために同一の参照番号を使用する。
【実施例】
【００２２】
図３は、本発明の１つの実施例に係る、電子装置と有機発光表示（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙ（ＯＬＥＤ））装置が示された回路ブロック図である。該電子装置３０は、信号発生器３００と有機発光表示装置３１０とを具備する。該信号発生器３００は、画像の表示に使用される画像信号、及び／又は、制御信号を発生させて、有機発光表示装置３１０に画像信号、及び／又は、制御信号を送る。
【００２３】
有機発光表示（ＯＬＥＤ）装置３１０は、画像信号により複数のデータ線３２２ａ、３２２ｂ等を駆動するデータドライバ３２０と、制御信号により複数の走査線３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ等を駆動するためのスキャンドライバ３３０と、３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃ等の複数の有機発光表示画素を有し、データ線と走査線で制御された画像を表示するために、アクティブエリア３４０とを具備する。
【００２４】
通常の操作において、有機発光表示画素は、該データ線のうちの１つと走査線のうちの１つによって制御される。例えば、有機発光表示画素３４２ａはデータ線３２２ａと走査線３３２ａとにより制御される。そして、有機発光表示画素３４２ｂは、データ線３２２ａと走査線３３２ｂとによって制御される。そして、有機発光表示画素３４２ｃは、データ線３２２ａと走査線３３２ｃとによって制御される。
【００２５】
有機発光表示画素の１つの実施例が、図４（ａ）に示されている。図４（ａ）を参照すると、有機発光表示画素３４２ａは、データ線３２２ａと走査線３３２ａによって制御されている。更に、有機発光表示画素３４２ａは、有機発光素子４３０と、制御回路からなるスイッチング・トランジスタ４００と、コンデンサ４２０と、駆動トランジスタ４１０と、半導体構造部（又はダイオード）４４０とを具備する。「駆動トランジスタ」という用語は、有機発光表示画素を流れる電流を調整することができることであり、且つ電流を供給することができるスイッチについて言及されていることに留意すべきである。
【００２６】
本実施例では、スイッチング・トランジスタ４００と、コンデンサ４２０とを具備する該制御回路が、データ線３２２ａの上のデータ信号と走査線３３２ａの上のスキャン信号に、制御信号を発生させる。駆動トランジスタ４１０のドレイン／ソース端子間のチャンネルを制御し、このチャンネルに流れている有機発光表示電流を調整することができるように、駆動トランジスタ４１０のゲート端子に制御信号が送られる。そのうえ、半導体構造部４４０はチャンネルと所定の電圧源ＰＶＤＤとの間に結合される。
【００２７】
当業者が、本発明をより理解できるようにする為には、図５（ａ）を参照されたい。図５（ａ）は、本発明の１つの実施例に係る画素駆動回路に使用される駆動トランジスタ及び第４の端子（半導体構造部）の構造を示す平面図である。本実施例では、駆動トランジスタ５０ａは、ゲート端子５００、ソース端子５０２、およびドレイン端子５０４を具備する。チャンネル５１０は、ソース端子５０２とドレイン端子の５０４との間に形成されるか、または結合される。
【００２８】
半導体構造部５２ａは、半導体ダイオードとすることができ、そしてゲート端子５００、ソース端子５０２、及びドレイン端子５０４に加えて、該駆動トランジスタ５０ａの第４の端子として機能することができる。半導体構造部５２ａは、第１の領域５２０と第２の領域５３０とを含むことができる。そこで、第１の領域５２０は、チャンネル５１０と結合される。
【００２９】
Ｐ型トランジスタについては、ソース端子５０２とドレイン端子５０４は、ドーピングされたＰ型とすることができ、第１の領域５２０を真性の、又は、Ｎ型のドーパントで軽度にドーピングした、領域とすることができる。そして、第２の領域５３０が第１の領域５２０よりも高いドーピング濃度を有するように、該第２の領域５３０をＮ型ドーパントでドーピングすることができる。
【００３０】
同様にＮ型トランジスタについても、ソース端子５０２とドレイン端子５０４は、ドーピングされたＮ型とすることができる。第１の領域５２０を真性とする、もしくは、Ｐ型ドーパントで軽度にドーピングすることができる。そして、第２の領域５３０が第１の領域５２０よりも高いドーピング濃度を有するように、該第２の領域５３０をＰ型ドーパントでドーピングすることができる。
【００３１】
半導体構造部５２ａの長さは、０．５〜１０μｍとすることができる。いくつかの実施例においては、１〜６μｍとすることができる。真性のドープ領域もしくは軽度にドープされた領域５２０の長さ「ｄ」を、０μｍより長く、５μｍより短くすることができる。
【００３２】
他方では、ゲート端子５００の縁Ｅ１と半導体構造部５２ａの縁Ｅ２の間の距離「Ｄ」は、０μｍより長いが、（Ｌ−Ｗ）μｍよりも短い。ここで夫々、Ｌは、該ゲート端子５００の幅であり、Ｗは、半導体構造部（第４の端子）５２ａの幅である。
【００３３】
第４の端子は、実施例において２つの領域５２０、５３０を有しているが、第４の端子において、３つの領域を含むことができる。
【００３４】
図５（ｂ）は、本発明の１つの実施例に係る画素駆動回路に使用される駆動トランジスタと、第４の端子との構造を示す平面図である。
【００３５】
第４の端子（半導体構造部）５２ｂは、第１の領域５２０ｂと、第２の領域５２５と、第３の領域５３０とを含んでいる。
【００３６】
通常の操作を維持するために、第１の領域５２０ｂは、真性もしくは軽度にドーピングしたものとすることができる。第２の領域５２５は、軽度にドーピングすることができる。第３の領域５３０が、第２の領域５２５より高いドーピング濃度を有することとなるように、第３の領域５３０を濃密にドーピングすることできる。
【００３７】
第１の領域５２０ｂと、第２の領域５２５とが軽度にドーピングされる場合、第２の領域５２５が、第１の領域５２０ｂよりも高いドーピング濃度を有することができる。該駆動トランジスタ５０ｂは、Ｐ型もしくはＮ型とすることができる。
【００３８】
図５（ａ）を再度参照すると、領域５２０、５３０を含む半導体構造部５２ａは、２つの主な機能を持っている。第１は、キンク効果の抑制の度合いを促進する。第２は、ＴＦＴ駆動装置の正常な機能を保証する。
【００３９】
ｉ（真性であることを示す）−ｎ+（ｎ型ドーパントで高度にドーピングされていることを表す）半導体構造部が、素子構造に採用されるとき、該ｎ+層（領域５３０）は、衝撃イオン化から生じた電子に関する伝導抵抗を抑える為に使用される。従って、余分な電子を該ＴＦＴ装置の外側へ迅速に流すことができ、キンク効果をより抑える。
【００４０】
他方では、ＴＦＴ装置がＯＮの時、正孔が、チャンネル領域５１０に蓄積するだろう。ｉでない、もしくはｎ−領域５２０が、ｐ+（チャンネル５１０）層とｎ+ （領域５３０）層との間に挿入される場合、該ＴＦＴ装置がＯＮ状態の時に前記ｐ+−ｎ+ダイオードは、直接伝導する。トランジスタの振舞いは、駆動ＴＦＴの為に消える。本発明の実施例において、該駆動ＴＦＴの正しい機能を維持する為に、ｉもしくはｎ−領域５２０が配置される。
【００４１】
本実施例では、図４（ａ）に示されている半導体構造部４４０は、図５（ａ）に示されている領域５２０、５３０によって形成される。しかしながら、半導体構造部４４０は、駆動トランジスタから分離されたダイオードに置換することができる。
【００４２】
図４（ａ）の回路のレイアウトは、図６に示されている。図６を参照すると、駆動トランジスタＴ２とコンデンサＣのゲートに印加された電圧を制御する為に、走査線６００とデータ線６０２の信号が、スイッチング・トランジスタＴ１の制御に使用される。第４の端子６３０と駆動トランジスタＴ２のソース端子６１４は、電力線６０４に結合される。
【００４３】
第４の端子（半導体構造部）６３０は、第１の領域６３１と、領域６３２とを含んでいる。第１の領域６３１は、真性の領域もしくは軽度にドーピングすることができる。また、第２の領域６３２は、領域６３１より高いドーピング濃度でドーピングすることができる。第１の領域６３１は、チャンネル（図示せず）と第２の領域６３２との間で結合され、該ドレイン端子６１２は、（ＩＴＯなどの）画素電極６５０と結合される。
【００４４】
本発明で与えられる概念は、他の多くの有機発光表示装置の画素駆動回路に応用することができる。
【００４５】
図４（ｂ）は、本発明の１つの実施例に係る画素駆動回路を示す回路図である。Ｎ型ＴＦＴは、駆動トランジスタ４５０として使用される。従って、半導体構造部４５５は、駆動トランジスタ４５０のチャンネルと電圧ＰＶＥＥとの間に結合される。
【００４６】
別の１つの例が、図４（ｃ）に示されている。図４（ｃ）は、本発明の１つの実施例に係る画素駆動回路を示している回路図である。
【００４７】
該実施例において、スイッチング・トランジスタ４６２とコンデンサ４６４とを具備する第１の制御回路は、信号ＳＣＡＮ１とＤＡＴＡにて、駆動トランジスタ４６０のゲート端子に印加された電圧レベルを決定するのに使用される。しかしながら、駆動トランジスタ４６０は、直接有機発光素子４８０と結合されていない。
【００４８】
これとは逆に、駆動トランジスタ４６０は、Ｐ型トランジスタ４７０を有する第２の制御回路に結合されている。そして、この第２の制御回路は、有機発光素子４８０に結合されている。信号ＳＣＡＮ２により、トランジスタ４７０は、ＯＮ／ＯＦＦとなるが、有機発光素子４８０に印加される電流の流れを調整しないことに留意するべきである。
【００４９】
言い換えれば、有機発光素子４８０に印加される電流の流れは、駆動トランジスタ４６０に印加された電圧レベルによって調節される。該トランジスタ４７０は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチとしてのみ機能する。従って、ここではトランジスタ４６０は「駆動トランジスタ」とされる。
【００５０】
本発明の範囲もしくは本発明の趣旨から逸脱せずに、本発明の構造に様々な変更と変化を施すことができるということは、当業者に明らかであるだろう。上記から見て本発明は、特許請求の範囲とそれらの同等物の範囲に係る本発明の変更や変化を含んでいることを意図する。本発明の更なる理解を付すために、図面を添付する。該図面は、本発明の実施例を図示し、明細書の記述と共に本発明の原理を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来の有機発光表示画素において、駆動トランジスタと対応する有機発光素子との接続構造を示す図である。
【図２】（ａ）は、有機発光表示装置の信頼性によって引き起こされた影響を示す電流−電圧特性の図であり、（ｂ）は、有機発光表示の一様性によって引き起こされた影響を示す電流―電圧特性の図であり、（ｃ）は、ＴＦＴ特性の変化によって引き起こされた影響が示された電流−電圧特性の図である。
【図３】本発明の１つの実施例に係る電子装置と有機発光表示装置とを示す回路ブロック図である。
【図４】（ａ）は、本発明の１つの実施例に係る画素駆動回路を示す回路図であり、（ｂ）は、本発明の１つの実施例に係る画素駆動回路を示す回路図であり、（ｃ）は、本発明の１つの実施例に係る画素駆動回路を示す回路図である。
【図５】（ａ）は、本発明の１つの実施例に係る画素駆動回路で使用された駆動トランジスタの構造を示す平面図であり、（ｂ）は、本発明の１つの実施例に係る画素駆動回路を示す平面図である。
【図６】本発明の１つの実施例に係る画素駆動回路を示すレイアウト図である。
【符号の説明】
【００５２】
３０      電子装置
３００    信号発生器
３１０    有機発光表示装置
３２０    データドライバ
３３０    スキャンドライバ
３４０    アクティブエリア
４１０    駆動トランジスタ
４４０    半導体構造部
４５０    駆動トランジスタ
４５５    半導体構造部
４６０    駆動トランジスタ
４７０    トランジスタ
５０ａ    駆動トランジスタ
５０ｂ    駆動トランジスタ
５００    ゲート端子
５０２    ソース端子
５０４    ドレイン端子
５１０    チャンネル
５２ａ    半導体構造部
６１２    ドレイン端子
６１４    ソース端子
ＰＶＤＤ  電圧源
Ｔ２      駆動トランジスタ
【図１】
0004858771.tif 000002
【図２】
0004858771.tif 000003
【図３】
0004858771.tif 000004
【図５】
0004858771.tif 000005
【図６】
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【図４】
0004858771.tif 000007