CN101442038A - 电容器及显示器件 - Google Patents

Abstract

一种电容器，包括：第一半导体层；第一介电层，被形成在所述第一半导电层上；第一导电层，被形成在所述第一介电层上；第二介电层，被形成在所述第一导电层上；第二导电层，被形成在所述第二介电层上；其中，所述第二导电层被连接至所述第一半导体层。

Description

电容器及显示器件

本申请是申请日为2005年5月24日、申请号为200510073814.9、发明名称为“电容器及使用该电容器的发光显示器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种电容器和使用该电容器的发光显示面板，特别地，本发明涉及一种形成在衬底上的电容器和包含该电容器的发光显示面板。

背景技术

通常，平板显示器(FPD)利用在密闭容器中排列的材料来显示图像，其中所述密闭容器是通过在两个衬底的侧壁之间提供阻挡条(barrier)形成的。各种类型的FPD包括使用液晶单元的液晶显示器(LCD)，所述液晶单元在施加的电场中改变反射率；利用由电子流激励的磷光体的场致发射显示器(FED)；和使用有机材料的场致发光的有机场致发光显示器。

FPD可以由无源矩阵和有源矩阵驱动方法来驱动。有源矩阵方法使用薄膜晶体管(TFT)。在无源矩阵方法中，阳极和阴极互相交叉，并选择一条线以驱动有机发光单元。然而，在使用薄膜晶体管的有源矩阵方法中，每个像素电极与TFT相连，且根据与TFT的栅电极相连的电容器所保持的电压来驱动发光单元。

图1是示出采用传统有源矩阵方法的有机场致发光显示器件的等效电路图。

参考图1，有机场致发光显示器件的像素电路可以包括有机场致发光器件(OLED)、开关晶体管SM、驱动晶体管DM和电容器C。驱动晶体管DM的源极被连接至电源电压V_DD，而电容器C被连接在驱动晶体管的栅极和源极之间。电容器C保持驱动晶体管DM的栅源电压V_GS预定的时间段。开关晶体管SM响应于从电流扫描线S_n发送的选择信号来将数据线D_m数据电压发送到驱动晶体管DM。OLED的阴极被连接至参考电压V_SS，且OLED发射相应于通过驱动晶体管DM施加到其的电流的光。

在有源矩阵方法中，每个像素电路可以包括TFT和电容器，且TFT由电容器所保持的电压来驱动预定时间段。因此，每个像素电路可以连续地显示相应于一帧的数据信号的图像。这样，通常使用有源矩阵方法，这是因为它优于无源矩阵方法。

图2是示出形成在传统显示面板上的电容器的结构的截面图。

参考图2，缓冲层BL形成在衬底ST之上，而形成电容器的第一电极的第一导电层CL1形成在缓冲层BL之上。介电层DL形成在导电层CL1之上，而形成电容器的第二电极的第二导电层CL2形成在介电层DL之上。这样，电容器包括第一和第二导电层CL1和CL2。这样的电容器一般形成在其中形成像素电路的区域内，且电容器的电容根据显示面板的特性而变化。

然而，如果使用有源矩阵方法，显示面板的像素区域还包括TFT。因而，其中形成显示元件的区域可能会减少。换句话说，显示面板的孔径比(apertureratio)会减小，从而降低显示质量。

尤其是，有机场致发光显示器可能使用具有超过两个电容器和多个TFT的像素电路来补偿驱动晶体管的门限电压，这可能会导致低的孔径比。因此，希望电容器能够占用像素区域中较少的空间并同时提供所需的电容。

发明内容

本发明提供了一种多层电容器，它可以被用在像素电路中以提高像素的孔径比。

本发明的附加特征将在随后的描述中被阐明，并且部分地从所述描述是很清楚的，或者可以通过实践本发明来了解。

本发明公开了一种电容器，包括：第一半导体层、第一介电层、第一导电层、第二介电层和第二导电层。所述第一介电层被形成在所述第一半导体层上。所述第一导电层被形成在所述第一介电层上。所述第二介电层被形成在所述第一导电层上。所述第二导电层被形成在所述第二介电层上，并且它被连接至所述第一半导体层。

本发明还公开了一种电容器器件，包括：多晶硅层、第一介电层和第一导电层。所述多晶硅层具有分开形成的第一区和第二区，并且所述多晶硅层被掺入杂质以用于传导。所述第一介电层被形成所述多晶硅层上，而所述第一导电层被形成在所述第一介电层上。所述第一区和所述第一导电层形成所述第一电容器，而所述第二区和所述第一导电层形成所述第二电容器。

本发明还公开了一种显示器件，包括：扫描线、数据线和被连接至所述扫描线和所述数据线的像素电路。所述扫描线在第一方向上延伸，且用于传输选择信号。所述数据线在与所述扫描线介电性地交叉的第二方向上延伸，并且它传输数据信号。所述像素电路被连接至所述扫描线和所述数据线。所述像素电路包括：第一晶体管、电容器、第二晶体管和发光元件。所述第一晶体管被连接至所述数据线。所述电容器充相应于通过所述第一晶体管、自所述数据线传输的数据信号的电压。所述第二晶体管具有被连接至所述电容器的第一电极的控制电极。所述发光元件被连接至所述第二晶体管。所述电容器包括：第一导电层、第一介电层、第二导电层、第二介电层和第三导电层。所述第一导电层是掺入杂质的多晶硅层，且所述第一介电层被形成在所述第一导电层上。所述第二导电层被形成在所述第一介电层上，所述第二介电层被形成在所述第二导电层上。所述第三导电层被形成在所述第二介电层上，且被连接至所述第一导电层。

本发明还公开了一种显示器件，包括：扫描线、数据线和像素电路。所述扫描线在第一方向上延伸，并且传输选择信号。所述数据线在与所述扫描线交叉的第二方向上延伸，并且它传输数据信号。所述像素电路被连接至所述扫描线和数据线。所述像素电路包括：第一晶体管、第一电容器、第二晶体管、第二电容器和发光元件。所述第一晶体管具有第一电极和第二电极。所述第一电极被连接至所述数据线，而所述第二电极响应于所述选择信号而被导通，并输出数据信号。所述第一电容器具有被连接至所述第一晶体管的第二电极的第一电极，并且它被相应于所述数据信号的电压充电。所述第二晶体管输出相应于在所述第一电容器中存储的电压的电流。所述第二电容器具有与所述第一电容器的第一电极串联的第一电极。所述发光元件被连接至所述第二晶体管。所述像素电路被形成在包括第一导电层、第一介电层和第二导电层的像素区域中。所述第一导电层具有第一传导区和第二传导区。所述第一传导区形成所述第一电容器的第二电极，而所述第二传导区形成所述第二电容器的第二电极。所述第一介电层被形成在所述第一导电层上。所述第二导电层形成所述第一和第二电容器的第一电极。

本发明还公开了一种显示面板，包括：扫描线、数据线和像素电路。所述扫描线在第一方向上延伸，用于传输选择信号。所述数据线在与所述扫描线交叉的第二方向上延伸，且它传输数据电流。所述像素电路被连接至所述扫描线和所述数据线。所述像素电路包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一电容器、第二电容器和发光元件。所述第一晶体管响应于所述选择信号而被导通，并且它传输数据电流。所述第二晶体管输出相应于所述数据电流的电流。所述第一电容器被连接在所述第二晶体管的源电极和栅电极之间。所述第二电容器被连接在信号控制线和所述第二晶体管的栅电极之间，并被连接至所述第一电容器以控制施加于所述第二晶体管的栅电极的电压。所述第三晶体管由所述选择信号导通，并且它向所述第二晶体管的漏电极传输数据电流。所述发光元件被连接至所述第二晶体管。所述第一和第二电容器被形成在包括第一多晶硅层、第一介电层和第一导电层的区域中。所述第一多晶硅层被掺入杂质用以传导，且它具有形成所述第一电容器的第一电极的第一区，和形成所述第二电容器的第一电极的第二区。所述第一介电层被形成在所述第一多晶硅层上。所述第一导电层被形成在所述第一介电层上，并且它形成所述第一和第二电容器的第二电极。

可以理解，前面的一般描述和后面的详细描述都是示例性的和解释性的，是想要提供本发明所要求的进一步的解释。

附图说明

被包含以提供对本发明的进一步理解的附图图解了本发明的实施例，并且和说明书一起用来说明本发明的原理，其中所述附图被并入说明书并且构成说明书的一部分，其中：

图1示出了常见有机EL显示面板的等效像素电路图。

图2示意性示出了在传统显示面板上形成的电容器结构。

图3示出了依据本发明第一示例性实施例的多层电容器的结构。

图4示意性示出了依据本发明第二示例性实施例的有机场致发光显示器件的结构。

图5是示出图4的有机场致发光显示器件的像素电路的等效电路图。

图6示出依据本发明第二示例性实施例的图5的像素电路的排列。

图7是沿图6的线I～I’的截面视图。

图8是沿图6的线II～II’的截面视图。

图9示意性示出依据本发明第三示例性实施例的有机场致发光显示器件的结构。

图10A是示出图9的显示面板的像素电路501的等效电路图。

图10B示出了用于驱动图10A的像素电路501的信号定时图。

图11是示出图10A的像素电路的排列的平面视图。

图12是沿图11的线I～I的截面视图。

图13示意性示出了图12的第一和第二电容器的结构。

具体实施方式

下面的详细描述示出和说明了本发明的示例性实施例。本领域技术人员将会理解，所描述的实施例可以以各种不同的方式被修改，而不脱离本发明的精神和范围。因此，附图和描述被认为是描述性的，而不是限制性的。

当它们对于完整理解本发明不是必须的时，它们可能被部分地示出在附图中，或在附图中部分地不示出，在说明书中将不对它们进行讨论。相同的附图标记指代相同的元件。诸如“连接一物件到另一物件”这样的表述既可能指直接将第一物件连接到第二物件，也可以指第一物件通过使用提供在它们之间的其它物件连接到第二物件。

图3是示出依据本发明第一示例性实施例的多层电容器的截面视图。

参考图3，缓冲层1100可形成在衬底1000之上，掺入杂质的多晶硅(多晶硅)层1200可形成在缓冲层1100之上作为电容器的第一导电层。介电层1300可被形成在多晶硅层1200之上。金属电极层1400可被形成在介电层1300之上作为电容器的第二导电层。因而，电容器包括多晶硅层1200作为第一电极层和金属电极层1400作为第二电极层。另外，介电层1500可被形成在金属电极1400之上，金属电极层1600可被形成在介电层1500之上。金属电极层1600可通过空腔1510连接到多晶硅层1200。因此，金属电极层1600和多晶硅层1200可具有相同的电势，且金属电极层1600成为电容器的第一电极层的一部分。

换句话说，多晶硅层1200和金属电极层1600形成电容器的第一电极层，金属电极层1400形成电容器的第二电极层。第一电极层包括下层和与第二电极层重叠的上层，从而加宽电容器的导电层。因此，电容器的电容可以增加。

三层电容器的尺寸可以减小，但是它的电容仍然可以与图2中的传统双层电容器相同。因此，三层电容器可以在显示面板的像素区域中占用更少的空间，从而提高了面板的孔径比。

下文中，将参考图4、图5、图6、图7和图8描述依据第二示例性实施例的有机场致发光显示器件。在这里，“当前扫描线”指的是传送当前选择信号的扫描线，“前一扫描线”指的是传送当前选择信号之前的一个选择信号的扫描线，“下一扫描线”指的是传送当前选择信号之后的一个选择信号的扫描线。进一步，附图中的附图标记指的是当前像素P_n的元件，前一像素的元件使用被分配给当前像素P_n的同样的附图标记，并且对其添加撇号(‘)。

图4示意性地图解依据本发明的第二示例性实施例的有机场致发光显示器件的结构。

参考图4，有机场致发光显示器件包括显示面板100、扫描驱动器200和数据驱动器300。

显示面板100包括多条纵向排列的数据线D₁到D_m、多条横向排列的扫描线S₁到S_n和多个像素电路110。数据线D₁到D_m向像素电路110传送作为图像信号的数据信号，扫描线S₁到S_n向像素电路传送选择信号。像素电流被形成在由两个相邻数据线和两个相邻扫描线所确定的像素区域内。

扫描驱动器200可以顺序地将选择信号施加于扫描线S₁到S_n上，而数据驱动器300将相应于图像信号的数据电压施加到数据线D₁到D_m上。

图5是根据本发明的第二示例性实施例的像素电路110的等效电路图。图5的像素电路连接至第m数据线D_m、当前扫描线S_n和前一扫描线S_n-1。

如图5所示，像素电流110可以包括晶体管M1、M2、M3、M4、M5，电容器C_st和C_vth以及OLED。

晶体管M1驱动OLED，并且它可以被连接在电源V_DD和OLED之间。晶体管M1根据施加于其栅极的电压来控制通过晶体管M2流向OLED的电流。晶体管M1的栅极可以被连接至电容器C_vth的节点A，电容器C_st和晶体管M4可以被彼此并联在电容器C_vth的节点B和电源V_DD之间。

晶体管M5响应于来自当前扫描线S_n的选择信号，从数据线D_m向电容器C_vth的节点B发送数据电压。响应于从前一扫描线S_n-1发送的选择信号，晶体管M4将电容器C_vth的节点B连接至电源V_DD，晶体管M3二极管连接(diode-connect)晶体管M1。晶体管M2可以被连接在晶体管M1的漏极和OLED的阳极之间，它响应于自发射控制线En发送的选择信号，将晶体管M1的漏极和OLED相隔开。OLED发射相应于通过晶体管M2输入的电流的光。

在下文中，将详细描述像素电路操作。

首先，施加于前一扫描线S_n-1的低电平(low-level)扫描电压导通晶体管M3，从而二极管连接晶体管M1。晶体管M1的栅极和源极之间的电压发生改变直到等于晶体管的门限电压Vth为止。在这里，晶体管M1的源极被连接至电源V_DD。因此，施加于晶体管M1的栅极的电压(即施加于电容器Cvth的节点A的电压)变成电压V_DD和门限电压Vth之和。进一步，施加于前一扫描线S_n-1的低电平扫描电压还导通了晶体管M4，从而将电源V_DD施加于电容器Cvth的节点B。方程1给出了被充到电容器Cvth的电压V_Cvth。

【方程1】

V_Cvth＝V_CvthA-V_CvthB＝(V_DD+Vth)-V_DD＝Vth

这里V_Cvth是被充到电容器Cvth的电压，V_CvthA是施加于电容器Cvth的节点A的电压，V_CvthB是施加于电容器Cvth的节点B的电压。

进一步，发射控制线En的低电平信号截止晶体管M2，该晶体管具有N型沟道，从而防止电流流向OLED。在这里，由于高电平(high-level)信号被施加于当前扫描线Sn，所以晶体管M5被截止。

将低电平扫描电压施加于当前扫描线Sn上，就导通了晶体管M5，从而将数据电压Vdata施加到节点B上。在这里，由于晶体管M1被利用门限电压Vth充电，所以数据电压Vdata和门限电压Vth之和被施加到晶体管M1的栅极。方程2给出了晶体管M1的栅源电压V_GS。在这里，低电平信号被施加到发射控制线En，并且晶体管M2被截止。

【方程2】

V_GS＝(Vdata+Vth)-VDD

发射控制线En的高电平信号导通晶体管M2，从而将对应于晶体管M1的栅源电压V_GS的电流I_OLED施加于用于发光的OLED。方程3给出了电流I_OLED。

【方程3】

$I_{\mathrm{OLED}}=\frac{\mathrm{\β}}{2}{(V_{\mathrm{GS}}-V_{\mathrm{th}})}^2=\frac{\mathrm{\β}}{2}{((V_{\mathrm{data}}+V_{\mathrm{th}}-V_{\mathrm{DD}})-V_{\mathrm{th}})}^2=\frac{\mathrm{\β}}{2}{(V_{\mathrm{DD}}-V_{\mathrm{data}})}^2$

这里，I_OLED是流向OLED的电流，V_GS是晶体管M1的栅源电压，Vth是晶体管M1的门限电压，Vdata是数据电压，β是常数。

在依据本发明的示例性实施例的像素电路中，电容器Cvth补偿像素电路中提供的晶体管M1的不同门限电压。因此，更均匀的电流可流向OLED。

图6是示出依据本发明的第二示例性实施例的图5的像素电路的排列的平面视图，图7是沿图6的线I～I’的截面视图，图8是沿图6的线II～II’的截面视图。

参考图6和图7，可包含二氧化硅(oxide-silicon)的缓冲层10，可被形成在介电衬底1之上，而多晶硅层21、22、23、24、25、26和27可以被形成在缓冲层10之上。

作为半导体层的多晶硅层21可以具有‘U’形，它可以被形成在图6的右下边部分，且它可以包括晶体管M5的源极、漏极和沟道区域。多晶硅层22可以在OLED的右边纵向排列，它形成当前像素电路中电容器Cst的第一电极。多晶硅层23邻接于多晶硅层22的一端，并且它可以形成电容器Cvth的第二电极(节点A)。多晶硅层24可以纵向排列，并且它包括晶体管M2的源极、漏极和沟道区域。多晶硅层25可以被连接至多晶硅层24，并且它形成晶体管M3的源极、漏极和沟道区域。多晶硅层26可以横向排列，它邻接于多晶硅层25，并且它形成晶体管M1的漏极、源极和沟道区域。多晶硅层21’，其可以具有‘U’形，可以被形成在与多晶硅层27相邻的区域中，并且它形成前一像素电路的开关晶体管M5’的源极、漏极和沟道区域。在这里，分别形成电容器Cst和Cvth的第一电极和第二电极的多晶硅层22和23可以具有与多晶硅层21、24、25和26之一相同的掺杂密度。

栅极介电质层(gate dielectric layer)30可以被形成在多晶硅层21、22、23、24、25、26和27之上。

栅电极线可以形成在栅极介电质层30之上。具体地，相应于当前扫描线Sn的栅电极41、分别形成电容器Cst和Cvth的第二和第一电极的电极42、相应于发射控制线En的栅电极43、以及驱动晶体管M1的栅电极44可以被形成在栅极介电质层上。

栅电极41可以横向排列以与多晶硅层21相交叉，且它成为晶体管M5的栅电极。进一步，栅电极41与多晶硅层25’和27’相交叉，并且它形成下一像素电路的晶体管M3’和M4’的栅电极。以纵向排列的电极42可以与多晶硅层22和23重叠，并且它形成当前像素Pn中的电容器Cst和Cvth的耦合电极(节点B)。栅电极43可以以横向排列以与栅电极41平行，并且它形成晶体管M2的栅电极。栅电极44是多边形的，并且它可以形成在多晶硅层26的中间区域中以形成当前像素电路Pn中的晶体管M1的栅电极。栅电极41’相应于前一扫描线Sn-1，并且它以横向排列以便与栅电极41平行。进一步，栅电极41’可以与多晶硅层25和27交叉，并且它形成当前像素电路Pn的晶体管M3和M4的栅电极。

夹层介电质(interlayer dielectric)50可以形成在栅电极41、43和44之上，以及在电极42上。数据线61、电源电极线62、以及电极63、64、65、66和67可以形成在夹层介电质50之上。

数据线61纵向延伸，且它可以通过穿透夹层介电质50和栅极介电质30的空腔51a被连接至多晶硅层21以形成晶体管M5的源电极。电极63邻接数据线61，并且它通过空腔51b和空腔52a连接多晶硅层21和电极42来将晶体管M5的漏极与电容器Cvth的节点B相连，其中所述空腔51b穿透夹层介电质50和栅极介电质30，而所述空腔52a穿透夹层介电质50。电源电极线62可以通过穿透夹层介电质50和栅极介电质30的空腔52b连接至多晶硅层22，并且它向电容器Cst的第一电极提供电源。

电极64可以通过穿透夹层介电质50的空腔53a连接至电极42，并且它可以通过穿透夹层介电质50和栅极介电质30的空腔53b连接至多晶硅层27，从而将电容器Cvth的第一电极(节点B)和晶体管M4的漏极相连。电极65可以通过空腔54a和54b以及空腔54c被连接至多晶硅层23和25以及栅电极44，其中所述空腔54a和54b穿透夹层介电质50和栅极介电质30，所述空腔54c穿透夹层介电质50，从而将电容器Cvth的第二电极(节点A)、晶体管M3的漏极、和晶体管M1的栅电极连接起来。电极66可以通过空腔55a和55b连接至多晶硅层24、25和26，从而将晶体管M3的源极、晶体管M1的漏极和晶体管M2的源极连接起来，其中所述空腔55a和55b穿透夹层介电质50和栅极介电质30。电极67通过空腔56被连接至多晶硅层24以形成晶体管M2的漏极，其中所述空腔56穿透夹层介电质50和栅极介电质30。

可形成覆盖数据线61、电源电极线62以及电极63、64、65、66和67的平坦化膜(planarization film)70。像素电极75可以通过空腔71被连接至电极67，从而将像素电极与晶体管M2的漏极相连，其中所述空腔71穿透平坦化膜70。像素限定层(pixel defining layer)80可以在像素电极75形成之后形成，以及可包括发射层(EML)、电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)的有机层(organic layer)85可形成在像素电极75上。

如上所述，电容器Cst和Cvth被串联，且在邻接OLED的区域中具有作为公共电极的电极。

图8示出电容器Cst和Cvth的详细结构。

参考图8，由于多晶硅层22和电源线62可以通过空腔52b连接在一起，所以它们具有相同的电势。因此，多晶硅层22和电源线62是电容器Cst的第一电极。电极42是电容器Cst的第二电极(节点B)。电容器Cvth与电容器Cst串联，并且它具有作为其第一电极的电极42，多晶硅层23是它的第二电极。因此，电极42是电容器Cst的第二电极和电容器Cvth的第一电极。

依据本发明示例性实施例的多层电容器Cst，两个耦合的电极作为电容器的一个电极，从而占用更少的空间，同时提供足够的电容。进一步，电容器Cst和Cvth通过公共电极42串联。这样就不需要额外的电极来将它们串联。因此，电容器Cst和Cvth在像素区域中可以占用更少的空间，从而提高像素的孔径比。

下文中将参考图9、图10、图11、图12和图13，详细描述依据本发明第三示例性实施例的有机场致发光显示器件。

图9示意性地示出依据本发明第三示例性实施例的有机场致发光显示器件的结构。与第二示例性实施例不同，本发明第三示例性实施例的器件采用了电流编程方法(current programming method)，在所述电流编程方法中，数据电流Idata作为数据信号从数据线发送。

参考图9，依据第三示例性实施例的有机场致发光显示器件可以包括：显示面板500、扫描驱动器400、和数据驱动器300。显示面板500包括：横向延伸的多条扫描线S₁到S_n、多条发射控制线E₁到E_n和多条升压控制线(boost control line)B₁到B_n；纵向延伸的多条数据线D₁到D_m；多条电源线V_DD和多个像素501。

在这里，像素501被形成在由两条相邻扫描线和两条相邻数据线限定的区域内。每个像素501由从扫描线S₁到S_n、发射控制线E₁到E_n、升压控制线B₁到B_n和数据线D₁到D_m发送的信号来驱动。

扫描驱动器400可以连续地发送选择信号到扫描线S₁到S_n，从而选择一条线来施加数据信号，并且它可以连续地发送发射控制信号到发射控制线E₁到E_n以控制OLED发光。

进一步，扫描驱动器400通过升压控制线B₁到B_n将升压信号(boost signal)施加于所选择的线路的像素，这确定了由两个相连的电容器C1和C2所导致的在驱动晶体管上的栅极电压的增加。从而，可将期望的电流提供到OLED。

另外，数据驱动器300可以与依据第一示例性实施例的数据驱动器300相同，且它施加相应于所选择的线路中的像素的数据信号。

扫描驱动器400和数据驱动器300可以被连接到其中形成显示面板500的基板。然而，扫描驱动器400和/或数据驱动器300可以被提供在显示面板500的玻璃基板上，并且它们可以由形成在显示面板的玻璃基板上的驱动电路所代替，其中驱动电路分层(layered)为扫描线、数据线和TFT。另外，扫描驱动器400和/或数据驱动器300可以附在玻璃基板上作为包括带载封装(TCP)、柔性电路板(FPC)或者载带自动焊接(Tape Automatic Bonding，TAB)的芯片。

图10A是示出图9的显示面板500中的像素电路501的等效电路图，图10B图解了用于驱动图10A的像素电路的信号定时图。

参考图10A，像素电路501可以包括：驱动晶体管T3、发射控制晶体管T4、开关晶体管T1、二极管连接晶体管T2、OLED和电容器C1和C2。扫描线Sn的选择信号的定时与升压控制线Bn的升压信号的定时类似，发射控制线En的发射控制信号的定时是图10B中所示的选择信号的反相定时。

具体第，开关晶体管T1可以被连接在数据线Dm和驱动晶体管T3的栅极之间，并且它响应于来自扫描线Sn的选择信号，从数据线向驱动晶体管T3发送数据电流I_DATA。二极管连接晶体管T2可以被连接在驱动晶体管T3的漏极和数据线Dm之间，并且它响应于来自扫描线Sn的选择信号，而二极管连接驱动晶体管T3。

进一步，驱动晶体管T3的源极可以被连接至电源电压V_DD，驱动晶体管T3的漏极可以连接至二极管连接晶体管T2。驱动晶体管T3的栅源电压相应于数据电流I_DATA而决定。

电容器C2可被连接在驱动晶体管T3的源极和栅极之间，并且它保持驱动晶体管T3的栅源电压预定时间段。电容器C1可被连接在升压控制线Bn和驱动晶体管T3的栅极之间，并且它可以控制驱动晶体管T3的栅极电压。

由于耦合的电容器，电容器C2的节点上的电压可以增加与来自升压控制线Bn的升压信号电压中的增加值△V_B一样多。方程4给出了驱动晶体管T3上的栅极电压的增加值△V_G。升压信号电压的增加值△V_B可以根据晶体管T1、T2和T3的寄生电容来控制。因此，通过控制升压信号电压的增加值△V_B，驱动晶体管T3的栅极电压的增加值△V_G就可以按照所需来设定，换句话说，提供给OLED的电流I_OLED可以按照所需来设定。

【方程4】

$\mathrm{\Δ}{V}_G=\frac{\mathrm{\Δ}{V}_B{C}_2}{C_1+C_2}$

响应于来自发射控制线En的发射信号，发射控制晶体管T4将来自驱动晶体管T3的电流施加于OLED。OLED可以被连接在发射控制晶体管T4和参考电源V_SS之间，并且它发出相应于流向驱动晶体管T3的电流量的光。

像素电路可以如下操作。

首先，开关晶体管T1和二极管连接晶体管T2由通过扫描线Sn施加的选择信号导通。接着，驱动晶体管T3被二极管连接，且来自数据线Dm的数据电流I_DATA流向驱动晶体管T3。同时，发射控制晶体管T4由通过发射控制线En所施加的发射信号截止，从而将驱动晶体管T3与OLED相隔离。

这里，方程5给出了驱动晶体管T3的栅极和源极之间的电压(“栅源电压”)V_GS的绝对值和流向驱动晶体管T3的电流I_DATA之间的关系。因而，方程6给出了驱动晶体管T3的栅源电压V_GS。

【方程5】

$I_{\mathrm{DATA}}=\frac{\mathrm{\β}}{2}{(V_{\mathrm{GS}}-V_{\mathrm{TH}})}^2$

这里β是常数，V_TH是驱动晶体管T3的门限电压的绝对值。

【方程6】

$V_{\mathrm{GS}}=V_{\mathrm{DD}}-V_G=\sqrt{\frac{2I_{\mathrm{DATA}}}{\mathrm{\β}}}+V_{\mathrm{TH}}$

这里V_G是驱动晶体管T3的栅极电压，V_DD是由电源电压V_DD提供给驱动晶体管T3的电压。

接下来，开关晶体管T1和二极管连接晶体管T2被扫描线Sn的选择信号截止，发射控制晶体管T4被发射控制线En的发射控制信号导通。在这里，升压控制线Bn的升压信号从低电平变化至高电平。

然后电容器C1和升压控制Bn交点处的电压被增加升压信号电平的增加值‘△V_E’。因此，驱动晶体管T3的栅极电压V_G也通过将电容器C1和C2相连而被增加，并且栅极电压V_G的增加量由方程7给出。

【方程7】

$\mathrm{\Δ}{V}_G=\frac{\mathrm{\Δ}{V}_E{C}_2}{C_1+C_2}$

这里C1和C2分别是电容器C1和C2的电容。

由于驱动晶体管T3的栅极电压V_G增加△V_G，所以它的漏极电流I_OLED由方程8决定。换句话说，驱动晶体管T3的栅源电压V_GS与栅极电压的增加值△V_G成比例地减小。因此，驱动晶体管T3的漏极电流I_OLED可以被设得比数据电流I_DATA相对小。进一步，发射控制晶体管T4由发射控制线En的发射控制信号导通，这样就将驱动晶体管T3的漏极电流I_OLED提供给OLED以进行光发射。

【方程8】

$I_{\mathrm{OLED}}=\frac{\mathrm{\β}}{2}{(V_{\mathrm{GS}}-\mathrm{\Δ}{V}_G-V_{\mathrm{TH}})}^2=\frac{\mathrm{\β}}{2}{(\sqrt{\frac{2I_{\mathrm{DATA}}}{\mathrm{\β}}}-{\mathrm{\ΔV}}_G)}^2$

如方程9所示，数据电流I_DATA可以被设得比流向OLED的电流I_OLED大。

【方程9】

$I_{\mathrm{DATA}}=I_{\mathrm{OLED}}+\mathrm{\Δ}{V}_G\sqrt{2{\mathrm{\βI}}_{\mathrm{OLED}}}+\frac{\mathrm{\β}}{2}{\left(\mathrm{\Δ}{V}_G\right)}^2$

图11是示出依据本发明示例性实施例的图10A的像素电路的排列的平面图。

参考图11，像素电流501可以被形成在由在第一方向(Y轴)延伸的数据线510、在与数据线510交叉的方向(X轴)上延伸的扫描线520、与数据线510相隔预定间隔且在与扫描线520交叉的第一方向上延伸的电源线530、和与发射控制线540平行排列的升压控制线550限定的区域中，其中所述发射控制线540与扫描线520平行排列。

在这里，开关晶体管T1、驱动晶体管T3、二极管连接晶体管T2和发射控制晶体管T4被提供在扫描线520和发射控制线540之间形成的区域上。因此，升压控制线550不与像素电路501的其它元件相重叠，从而防止来自像素电路元件的升压信号中的失真。因而，升压信号可以被稳定地输入到电容器C1，从而更加准确地将电流I_OLED编程到OLED。

详细地，开关晶体管T1的栅电极可以形成在接近扫描线520和数据线510的交叉点提供的沟道上，开关晶体管T1的源电极可以通过空腔h1被连接至数据线。开关晶体管T1的漏电极可以通过空腔h2和h3被连接至驱动晶体管T3的栅电极。

进一步，二极管连接晶体管T2的源电极可以通过空腔h1被连接至数据线510。二极管连接晶体管T2的栅电极和开关晶体管T1的栅电极可以是公共电极。进一步，晶体管T2的漏电极可以通过多晶硅层被连接至驱动晶体管T3的漏电极。

驱动晶体管T3可以被形成在扫描线520和电源线530交叉点附近，驱动晶体管T3的栅电极可以通过空腔h3被连接至开关晶体管T1的漏电极。进一步，驱动晶体管T3的源电极可以通过空腔h4被连接至电源线530，驱动晶体管T3的漏电极可以通过多晶硅层被连接至发射控制晶体管T4的源电极。

发射控制线540可以作为发射控制晶体管T4的栅电极，发射控制晶体管T4的漏电极可以通过空腔h5被连接至像素电极。像素电极可以通过空腔h6被连接至OLED。

如图11所示，OLED可被放置在发射控制线540、升压控制线550、数据线510和电源线530之间的区域中。在这里，OLED可以具有矩形形状，其中对着电源线530的边601比对着发射控制线540的边602长。

进一步，电容器C1和C2可以邻接于OLED的边601，并且它们可以与电源线530重叠。电容器C1和C2被形成为在电源线530和多晶硅层735之间具有栅电极750的双结构。间隙737可以被形成在多晶硅层中，从而从多晶硅层形成电容器C1和C2的两个第一电极。

图12是沿图11的线I～I’的截面视图，图13示出图12的电容器C1和C2的结构。

如图12所示，包括二氧化硅和氮化硅的缓冲层720可以形成在衬底710上，而多晶硅层735a和735b可以被形成在缓冲层720上。多晶硅层735a形成电容器C1的第一电极，多晶硅层735b形成电容器C2的第一电极。在这里，多晶硅层735a和735b可以被掺入预定杂质，类似于形成像素电路501的晶体管T1、T2、T3和T4的多晶硅层。

栅极介电质740可被形成在多晶硅层735上，栅电极750可被形成在栅极介电质740上。栅电极750形成电容器C1和C2的第二电极。

夹层介电质760可被形成在栅电极750上，电源线530可以形成在夹层介电质760上。电源线530可以通过空腔h8被连接至多晶硅层735b，它可以与作为电容器C2的第一电极的多晶硅层735b等电位。

因此，如图13所示，电容器C1的第一电极是多晶硅层735a，电容器C1的第二电极是栅电极750。电容器C2的第一电极是多晶硅层735b和电源线530，电容器C2的第二电极是栅电极750。在这里，电容器C2是多层(三层)电容器。换句话说，电容器C2被形成在电源线530和栅电极750之间，以及栅电极750和多晶硅层735b之间。

电容器C2可以是存储电容(storage capacitor)，用于存储施加于OLED的用于发光的驱动电压，而电容器C1可以是升压电容(boost capacitor)用于提高存储在电容器C2中的驱动电压，当它被连接至电容器C2时。

夹层介电质780可被形成在电源线530上，可以省略的缓冲层790可以被形成在夹层介电质780上。

依据本发明的第三示例性实施例的有机场致发光显示器件使用占用更少空间的三层电容器同时提供所需的电容。因此，OLED可以在像素区域中占用比电容器多的空间，从而提高孔径比。

尽管已结合有机场致发光显示器件来描述了本发明，但是它也可以应用于具有两个耦合的电容器的显示器件以及半导体中。

因此，本发明的示例性实施例提供了具有第一导电层、第二导电层和被连接至第一导电层的第三导电层的三层电容器。因此，电容器的第一电极由具有相同电位的第一和第三导电层形成，电容器的第二电极是第二导电层。因而，与双层电容器相比，第一电极的宽度加倍，从而提供了高电容同时占用更少的空间。

另外，使用三层电容器的显示面板的孔径比可能会增大，这是因为电容器占用更少的空间。

进一步，当像素电路具有两个耦合电容时，在第一、第二和第三导电层的中间提供的电极可以延伸以形成节点，其中两个电容器被连接到该接点而不需要额外的耦合电极来将电容器串联。因而，两个电容器占用更少的空间，从而提高显示面板的孔径比。

对于本技术领域人员来说，很显然，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可做各种改进和变化。因此，就意味着本发明涵盖了在所附权利要求及其等价物的范围之内提供的本发明的改进和变化。

Claims (6)

1、一种电容器，包括：

第一半导体层；

第一介电层，被形成在所述第一半导电层上；

第一导电层，被形成在所述第一介电层上；

第二介电层，被形成在所述第一导电层上；

第二导电层，被形成在所述第二介电层上；

其中，所述第二导电层被连接至所述第一半导体层。

2、根据权利要求1所述的电容器，

其中所述第一半导体层是掺入杂质的多晶硅层；

其中所述第一导电层和所述第二导电层是金属电极层；以及

空腔将所述第二导电层与所述第一半导体层相连。

3、根据权利要求1所述的电容器，

其中所述电容器被连接至晶体管；以及

其中所述第一半导体层具有等于第二半导体层的掺杂密度的掺杂密度，其中所述第二半导体层形成所述晶体管的源极区和漏极区。

4、一种显示器件，包括：

扫描线，在第一方向上延伸，并且传输选择信号；

数据线，在与所述扫描线交叉的第二方向上延伸，并传输数据信号；以及

像素电路，被连接至所述扫描线和所述数据线，

其中所述像素电路包括：

连接至所述数据线的第一晶体管；

电容器，用于充相应于通过所述第一晶体管传输的数据信号的电压；

第二晶体管，具有连接至所述电容器的第一电极的控制电极；

连接至所述第二晶体管的发光元件，

其中，所述电容器包括：

第一导电层；

第一介电层，被形成在所述第一导电层上；

第二导电层，被形成在所述第一介电层上；

第二介电层，被形成在所述第二导电层之上；以及

第三导电层，被形成在所述第二介电层上，

其中，所述第一导电层是掺入杂质的第一多晶硅层；以及

其中，所述第三导电层被连接至所述第一导电层。

5、根据权利要求4所述的显示器件，还包括：

第二多晶硅层，形成所述第一晶体管的源极区和漏极区以及所述第二晶体管的源极区和漏极区；

其中所述第一导电层被形成在与所述第二多晶硅层相同的层上；以及

其中所述第一导电层和所述第二多晶硅层是同一传导类型。

6、根据权利要求5所述的显示器件，

其中所述第二导电层是形成在与所述扫描线相同的层上的金属电极层；以及

其中所述第三导电层是形成在与所述数据线相同的层上的金属电极层。

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