DE112008002931T5 - Bildpunkt-Treiberschaltkreise - Google Patents

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Aleksandra Cambourme Rankov
Euan Christopher Longstanton Smith
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Abstract

Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Aktiv-Matrix-Bildpunkten, wobei jeder Bildpunkt einen Bildpunkt-Schaltkreis enthält, der einen Dünnfilm-Transistor (TFT) zum Ansteuern des Bildpunkts und einen Bildpunkt-Kondensator zum Speichern eines Bildpunktwertes umfasst, wobei der TFT einen TFT mit einem Floating Gate umfasst.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Bildpunkt-Treiberschaltkreise für optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtungen, insbesondere auf OLED(organische Leuchtdioden)-Anzeigen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Es werden Ausführungsformen der Erfindung als besonders in OLED Aktiv-Matrix-Anzeigen nützlich beschrieben, obwohl die Anwendungen und Ausführungsformen der Erfindung nicht auf derartige Anzeigen begrenzt sind und mit anderen Arten von Aktiv-Matrix-Anzeigen und auch in Ausführungsformen in Aktiv-Matrix-Sensor-Arrays verwendet werden können.
  • Organische Leuchtdioden-Anzeigen
  • Organische Leuchtdioden, die hier auch organometallische LEDs miteinschließen, können unter Verwendung von Materialien, einschließlich Polymeren, kleinen Molekülen und Dendrimeren, in einem Farbumfang hergestellt werden, der von den eingesetzten Materialien abhängt. Beispiele für auf Polymeren basierenden, organischen LEDs sind in WO 90/13148 , WO 95/06400 und WO 99/48160 beschrieben; Beispiele für auf Dendrimeren basierenden Materialien sind in WO 99/21935 und WO 02/067343 beschrieben und Beispiele für sogenannte auf kleinen Molekülen basierenden Vorrichtungen sind in der US-Patentschrift 4,539,507 beschrieben. Eine typische OLED-Vorrichtung umfasst zwei Schichten organischen Materials, von denen eine eine Schicht aus Licht emittierendem Material, wie ein Licht emittierendes Polymer (LEP), Oligomer oder ein Licht emittierendes Material mit niedrigem Molekulargewicht ist, und die andere eine Schicht aus einem Lochtransportmaterial, wie ein Polythiopen-Derivat oder ein Polyanilin-Derivat ist.
  • Organische LEDs können auf einem Substrat in einer Matrix von Bildpunkten abgeschieden werden, um eine ein- oder mehrfarbige pixelierte Anzeige zu bilden. Eine mehrfarbige Anzeige kann unter Verwendung von Gruppen aus rot, grün und blau emittierenden Unter-Bildpunkten hergestellt werden. Sogenannte Aktiv-Matrix-Anzeigen haben ein jedem Bildpunkt zugeordnetes Speicherelement, typischerweise einen Speicherkondensator und einen Transistor, während Passiv-Matrix-Anzeigen kein derartiges Speicherelement haben, sondern stattdessen wiederholt abgetastet werden, um den Eindruck eines stabilen Bildes zu vermitteln. Beispiele für Polymer- und Kleinmolekül-Aktiv-Matrix-Anzeigen-Treiber findet man in WO 99/42983 und EP 0 717 446 A .
  • Es ist üblich, eine stromprogrammierte Ansteuerung für eine OLED bereitzustellen, da die Helligkeit einer OLED durch den durch die Vorrichtung fließenden Strom bestimmt ist, der die Anzahl der generierten Photonen bestimmt, während es in einer einfachen spannungsprogrammierten Konfiguration schwierig sein kann vorherzusagen, wie hell der Bildpunkt erscheinen wird, wenn er angesteuert ist.
  • Stand der Technik, der sich auf den Hintergrund spannungsprogrammierter Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Treiberschaltkreise bezieht, kann in Dawson et al (1998) „The impact of the transient response of organic light emitting diodes on the design of active matrix OLED displays", IEEE International Electron Device Meeting, San Francisco, Ca, 875–878 gefunden werden. Stand der Technik, der sich auf den Hintergrund stromprogrammierter Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Treiberschaltkreise bezieht, kann in „Solution for Large-Area Full-Color OLED Television – Light Emitting Polymer and a-Si TFT Technologies", T. Shirasaki, T. Ozaki, T. Toyama, M. Takei, M. Kumagai, K. Sato, S. Shimoda, T. Tano, K. Yamamoto, K. Morimoto, J. Ogura und R. Hattori of Casio Computer Co. Ltd. und Kyushu University, Invited paper AMD3/OLED5 – 1,11th International Display Workshops, 8–10 December 2004, IDW '04 Conference Proceedings pp275–278 gefunden werden. Weiterer Stand der Technik zum Hintergrund kann in US 5,982,462 und in JP 2003/271095 gefunden werden.
  • 1a und 1b, die aus dem IDW '04 Papier stammen, zeigen einen beispielhaften stromprogrammierten Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Schaltkreis und ein zugehöriges Zeitdiagramm. Im Betrieb wird in einem ersten Schritt die Datenleitung kurz geerdet um Cs und die Grenzschichtkapazität der OLED zu entladen (VAuswahl, VRücksetzen hoch; VSource niedrig). Dann wird eine Datensenke IDaten angelegt, sodass ein entsprechender Strom durch T3 fließt und Cs die für diesen Strom benötigte Gate-Spannung speichert (VSource ist niedrig, sodass kein Strom durch die OLED fließt, und T1 ist ein, sodass T3 als Diode geschaltet ist). Schließlich wird die Auswahlleitung nicht mehr beaufschlagt und VSource hochgezogen, sodass der programmierte Strom (wie durch die auf Cs gespeicherte Gate-Spannung bestimmt) durch die OLED fließt (IOLED).
  • Es besteht jedoch Bedarf an verbesserten Bildpunkt-Treiberschaltkreisen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird daher eine optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Aktiv-Matrix-Bildpunkten bereitgestellt, wobei jeder Bildpunkt einen Bildpunkt-Schaltkreis enthält, der einen Dünnfilm-Transistor (TFT) zum Ansteuern des Bildpunkts und einen Bildpunkt-Kondensator zum Speichern eines Bildpunktwertes umfasst, wobei der TFT einen TFT mit einem Floating Gate umfasst.
  • In Ausführungsformen hat der Floating-Gate-TFT einen oder mehrere kapazitiv gekoppelte Eingangsanschlüsse zu dem Floating Gate, gekoppelt über Eingangskondensatoren. In Ausführungsformen gibt es keine anderen Verbindungen zu dem Floating Gate als über die Eingangskondensatoren (d. h. keine direkten oder mit Widerstand behafteten Eingänge). Das Floating Gate und assoziierte Gate-Verbindung(en) können innerhalb der TFT-Struktur integriert sein, oder das Floating Gate kann eine Gate-Verbindung zu dem TFT umfassen, welche im Wesentlichen ohmisch isoliert ist vom Rest des Bildpunkt-Schaltkreises – d. h. es hat nur eine oder mehrere kapazitive Verbindung(en) zu dem Rest des Bildpunkt-Schaltkreises („nicht-integriert”). In einer nicht-integrierten Vorrichtung können daher die Eingangskondensatoren Vorrichtungen sein, die getrennt von dem Floating-Gate-TFT gebildet sind.
  • Die „nicht-integrierte” Konfiguration ist insbesondere nützlich, da sie ermöglicht, Durchkontaktierungen zwischen Gate- und Drain-Source-Metallschichten zu vermeiden. Das kommt daher, dass eine Platte eines Koppelkondensators in der Source-Drain-Schicht gebildet sein kann. Damit wird in Ausführungsformen, in denen eine Floating-Gate-Vorrichtung mit nicht-integrierten Eingangskondensatoren eingesetzt wird, durch die Verwendung der Floating-Gate(FG)-Vorrichtung die Notwendigkeit für eine zusätzliche, typischerweise zwischen einer Gate-Schicht des Treiber-TFT und der Drain-Source-Schicht eines steuernden oder schaltenden TFT liegende Durchkontaktierung vermieden.
  • In einigen besonders bevorzugten Ausführungsformen hat der Treiber-TFT zwei Eingänge, jeder mit einer zugeordneten kapazitiven Verbindung zu dem FG der Vorrichtung. Eine dieser Eingangskapazitäten kann verwendet werden, um eine Spannung zu speichern, die die Schwellwertspannung des Treiber-TFT moduliert, während die andere in einer OLED-Anzeige als der Programmiereingang zum Steuern der Helligkeit eines durch den Treiber-TFT angesteuerten OLED-Bildpunktes verwendet werden kann.
  • In Ausführungsformen mit zwei kapazitiv gekoppelten Eingangsanschlüssen erleichtert die durch den zweiten Eingangsanschluss bereitgestellte zusätzliche Flexibilität die Herstellung von Bildpunkt-Schaltkreisen mit einer erhöhten Betriebseffizienz und/oder der Fähigkeit einer erweiterten Steuerung des Schaltkreis-Betriebs. So kann in Ausführungsformen einer der Eingangsanschlüsse und seine zugeordnete Kapazität für die Kompensation von Bildpunkthelligkeit und/oder Farbe für einen oder mehrere der Gründe Alterung, Temperatur und Positionsungleichmäßigkeit verwendet werden. Ein Eingangsanschluss kann verwendet werden, um einen oder mehrere Parameter des Bildpunkt-Schaltkreises abzustimmen und/oder um den Bildpunkt-Schaltkreis zu programmieren, um eine Bildpunkthelligkeit festzulegen (hier beinhaltet Helligkeit die Helligkeit eines Unter-Farbbildpunktes einer mehrfarbigen Anzeige).
  • In weiteren Ausführungsformen kann der zusätzliche kapazitiv gekoppelte Eingangsanschluss zum Kompensieren einer Fehlanpassung zwischen Vorrichtungen eingesetzt werden, zum Beispiel zum Kompensieren von Schwankungen aufgrund von Vorrichtungsfehlanpassungen in einem stromspiegelbasierten Bildpunkt-Schaltkreis.
  • In noch anderen Bildpunkt-Schaltkreisen kann die effektive Schwellwertspannung eines FG-Dünnfilm-Transistors auf null reduziert oder sogar invertiert werden, indem eine Spannung an einen (oder mehrere) der kapazitiv gekoppelten Eingangsanschlüsse des FG-Transistors gelegt wird. Dies kann die für einen gegebenen Drain-Source-Strom erforderliche Eingangsspannung reduzieren und somit die geforderte Drain-Source-Spannung (Vds) absenken, insbesondere, falls die Vorrichtung bevorzugt in Sättigung arbeitet. Das kann daher die Leistungsanforderungen reduzieren und den Wirkungsgrad erhöhen.
  • Ferner ist die Möglichkeit, die effektive Schwellwertspannung zu verändern, vorteilhaft für Schaltkreise, die abgestimmt und programmiert werden müssen, wenn Fehlanpassungen zwischen benachbarten Transistoren zu korrigieren sind.
  • Wie bereits zuvor erwähnt, umfasst die optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung in bevorzugten Ausführungsformen eine OLED-Vorrichtung und der Bildpunkt-Schaltkreis enthält eine durch den TFT angesteuerte OLED. In noch weiteren Ausführungsformen kann die Aktiv-Matrix-Vorrichtung einen Aktiv-Matrix-Sensor umfassen oder einen Aktiv-Matrix-Sensor in Kombination mit einer Aktiv-Matrix-Anzeigevorrichtung.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst der Bildpunkt-Schaltkreis einen spannungsprogrammierten Bildpunkt-Schaltkreis – das bedeutet, dass eine Programmierspannung, die an den Bildpunkt-Schaltkreis angelegt ist, die Bildpunkthelligkeit (oder Farbe) steuert. Der auf dem Eingangskondensator gespeicherte Bildpunktwert kann dann einen Schwellwert-Offset-Spannungswert beinhalten, um eine Schwellwertspannung des TFT zu verschieben. Wenn der Treiber-TFT zwei kapazitiv gekoppelte Eingangsanschlüsse aufweist, kann ein Eingangsanschluss verwendet werden, um eine Programmierspannung für den Bildpunkt festzulegen. In einigen Ausführungsformen kann der Bildpunkt-Schaltkreis eine Opto-Rückkopplung beinhalten, zum Beispiel mit einer Fotodiode, die an einen Eingangsanschluss des FG-Treiber-TFT gekoppelt ist. In Ausführungsformen hat ein Steuerschaltkreis für derartige spannungsprogrammierte Bildpunkte zwei Zyklen, einen ersten Zyklus, in dem der Schwellwert-Offset-Spannungswert gespeichert wird, und einen zweiten Zyklus, in welchem die Helligkeit der OLED durch eine Programmierspannung festgelegt wird, angepasst oder moduliert durch den Schwellwert-Offset-Spannungswert.
  • In anderen Ausführungsformen umfasst der Bildpunkt-Schaltkreis einen stromprogrammierten Bildpunkt-Schaltkreis und eine auf dem Eingangskondensator gespeicherte Spannung umfasst eine Spannung, die durch einen an eine Stromdatenleitung für den Bildpunkt-Schaltkreis angelegten Strom programmiert wurde. Wieder kann in Ausführungsformen ein zweiter kapazitiv gekoppelter Eingangsanschluss zu dem FG des FG-TFT verwendet werden, um eine Schwellwertspannung des TFT zu modulieren. Dem Fachmann wird jedoch bewusst sein, dass selbst dort, wo zwei separate kapazitiv gekoppelte Eingangsanschlüsse bereitgestellt sind, ein gemeinsames Floating Gate innerhalb der TFT-Struktur für beide Verbindungen benutzt werden kann (eine Platte des Kondensators ist gemeinsam, und für die gegenüberliegenden Platten ist jeder Eingang mit einer anderen Platte verbunden).
  • In Ausführungsformen des stromprogrammierten Bildpunkt-Schaltkreises, in denen der Treiber-TFT zwei kapazitiv an das FG des Treiber-TFT gekoppelte Eingangsanschlüsse hat, kann ein erster Eingangsanschluss an eine Source-(oder Drain-)Verbindung des Treiber-TFT gekoppelt sein, entweder direkt oder indirekt über ein oder mehrere Schalt- oder Auswahltransistoren. Ein derartiger Auswahltransistor kann gesteuert (eingeschaltet) werden, um die Stromprogrammierung des Bildpunkt-Schaltkreises freizugeben. In Ausführungsformen kann ein Auswahltransistor für die Programmierung bereitgestellt sein und ein anderer zum Schalten des Treiber-TFT als Diode, oder beide Funktionen können durch einen einzelnen Auswahltransistor implementiert sein.
  • In Ausführungsformen kann ein anderer kapazitiv gekoppelter Eingangsanschluss des Treiber-TFT auch mit einem Bildpunkt-Auswahltransistor gekoppelt sein (entweder ist dies einer der zuvor genannten Auswahltransistoren oder ein weiterer Auswahltransistor). Dieser Auswahltransistor kann zwischen den zweiten kapazitiv gekoppelten Eingangsanschluss des Treiber-TFT und eine Drain-Verbindung des Treiber-TFT gekoppelt sein, oder er kann zu einer Vorspannungsverbindung des Bildpunkt-Schaltkreises gekoppelt sein, um zum Beispiel das Anlegen einer Vorspannung zum Anpassen der Schwellwertspannung des Treiber-TFT freizugeben (zum Beispiel Erhöhen der Vt, sodass die OLED während der Programmierungszeit umgekehrt vorgespannt ist).
  • Ausführungsformen des stromprogrammierten Bildpunkt-Schaltkreises enthalten eine Stromdatenleitung, die selektiv mit einem der kapazitiv gekoppelten Eingangsanschlüsse des Treiber-TFT durch einen Auswahltransistor (entweder einer der zuvor genannten Transistoren oder ein weiterer Auswahltransistor) verbunden werden kann, um selektiv dem Bildpunkt-Schaltkreis Programmierstrom zur Verfügung zu stellen und die Möglichkeit freizugeben, eine dem Programmierstrom entsprechende Gate-Spannung auf dem der Floating-Gate-Verbindung zugehörigen Eingangskondensator zu speichern. Ausführungsformen des Schaltkreises können auch einen Deaktivierungs-Transistor enthalten, der zwischen den Treiber-TFT und die OLED gekoppelt ist, um Beleuchtung von der OLED während der Programmierung zu sperren.
  • In weiteren Ausführungsformen umfasst der Bildpunkt-Schaltkreis einen Stromspiegel- oder einen anderen Stromkopierschaltkreis, in welchem Fall der Treiber-TFT einen Eingangs- oder einen Ausgangstransistor des Stromspiegels oder Stromkopierers umfassen kann. Somit können in Ausführungsformen ein oder mehrere Transistoren in dem Stromspiegel- oder Stromkopierschaltkreis eine oder mehrere FG-Vorrichtungen haben, wobei einige der Eingangsanschlüsse zum Beispiel für die Abstimmung der Merkmale der Vorrichtungen verwendet werden, um diese besser aneinander anzupassen.
  • Unter einem verwandten Gesichtspunkt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern eines Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Schaltkreises einer organischen elektrolumineszenten Anzeige, insbesondere wie oben beschrieben, zur Verfügung, wobei der Bildpunkt-Schaltkreis einen Dünnfilm-Transistor (TFT) zum Ansteuern des Bildpunktes und einen Bildpunkt-Kondensator zum Speichern eines Bildpunktwertes umfasst, wobei der TFT einen TFT mit einem Floating Gate umfasst, wobei das Floating Gate eine zugehörige Floating-Gate-Kapazität hat, wobei das Verfahren die Programmierung des Bildpunkt-Schaltkreises zum Speichern einer Spannung auf dem Floating-Gate-zu-Source-Kondensator umfasst, wobei die gespeicherte Spannung eine Helligkeit des organischen elektrolumineszenten Anzeigeelementes definiert.
  • Wie zuvor beschrieben, hat der Floating-Gate-TFT vorzugsweise einen oder mehrere kapazitiv gekoppelte Eingangsanschlüsse zu dem Floating Gate, gekoppelt über einen oder mehrere Eingangskondensatoren. Diese können in dem Floating-Gate-TFT integriert sein oder getrennt von dem Floating-Gate-TFT gebildet sein und keine andere Verbindung zu dem Floating Gate als durch diese Eingangskondensatoren aufweisen. Damit kann der Bildpunkt-Kondensator einen derartigen Eingangskondensator umfassen.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner ein Einstellen der die Bildpunkthelligkeit definierenden Spannung auf einem Eingangskondensator, der mit einer der Eingangsverbindungen gekoppelt ist, und ein Speichern einer Spannung zum Modulieren einer Schwellwertspannung des TFT auf einem Eingangskondensator, der mit einer zweiten Eingangsverbindung gekoppelt ist. Die Eingangskondensatoren können integriert oder nicht integriert sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung einen organischen Floating-Gate-Dünnfilm-Transistor zur Verfügung, der wenigstens einen Eingangsanschluss umfasst, der kapazitiv an ein Floating Gate des Dünnfilm-Transistors gekoppelt ist. In Ausführungsformen umfasst der Eingangsanschluss eine Floating-Gate-Verbindung zu einem integrierten Floating-Gate-Kondensator.
  • Der Fachmann wird verstehen, dass in den oben beschriebenen Aspekten und Ausführungsformen der Erfindung der Floating-Gate-Transistor entweder ein n-Kanal- oder ein p-Kanal-Transistor sein kann.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Diese und andere Aspekte der Erfindung werden jetzt lediglich beispielhaft näher beschrieben, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
  • 1a bis 1g Beispiele von Bildpunkt-Schaltkreisen gemäß dem Stand der Technik und ein entsprechendes Zeitdiagramm zeigen und weitere Beispiele für Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Treiberschaltkreise;
  • 2 ein Schaltbild eines Floating-Gate-TFT (Dünnfilm-Transistor) zeigt;
  • 3a bis 3c jeweils Beispiele von spannungsprogrammierten Bildpunkt-Schaltkreisen gemäß Ausführungsformen eines Aspekts der Erfindung zeigen;
  • 4 ein Zeitdiagramm zeigt, das den Betrieb eines spannungsprogrammierten Bildpunkt-Schaltkreises des in 3 gezeigten Typs illustriert;
  • 5a bis 5h Beispiele von stromprogrammierten Bildpunkt-Schaltkreisen gemäß Ausführungsformen eines Aspekts der Erfindung zeigen;
  • 6a und 6b ein Beispiel eines Floating-Gate-Stromspiegelschaltkreises für einen Bildpunkt-Schaltkreis bzw. ein Beispiel für einen Aktiv-Matrix-Sensor-Schaltkreis zeigen, der einen Floating-Gate-Dünnfilm-Transistor beinhaltet; und
  • 7a und 7b integrierte bzw. nicht integrierte Floating-Gate-Vorrichtungsstrukturen und entsprechende Schaltkreise für einen Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Schaltkreis gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Schaltkreise
  • 1c zeigt ein Beispiel für einen spannungsprogrammierten OLED-Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Schaltkreis 150. Ein Schaltkreis 150 wird für jeden Bildpunkt der Anzeige bereitgestellt und Sammelschienen für Vdd 152, Masse 154, Zeilenauswahl 124 und Spaltendaten 126 sind bereitgestellt, um die Bildpunkte miteinander zu verbinden. Somit hat jeder Bildpunkt eine Spannungs- und Masseverbindung und jede Bildpunktzeile hat eine gemeinsame Zeilenauswahlleitung 124 und jede Bildpunktspalte hat eine gemeinsame Datenleitung 126.
  • Jeder Bildpunkt hat eine OLED 152, die in Reihe verbunden ist mit einem Treibertransistor 158 zwischen Masse und Spannungsleitungen 152 und 154. Eine Gate-Verbindung 159 des Treibertransistors 158 ist mit einem Speicherkondensator 120 gekoppelt und ein Steuertransistor 122 koppelt Gate 159 mit Spaltendatenleitung 126 unter der Steuerung der Zeilenauswahlleitung 124. Transistor 122 ist ein Dünnfilm-Feldeffekttransistor(TFT)-Schalter, der Spaltendatenleitung 126 mit Gate 159 und Kondensator 120 verbindet, wenn die Zeilenauswahlleitung 124 aktiviert ist. Somit kann, wenn Schalter 122 ein ist, eine Spannung auf Spaltendatenleitung 126 auf dem Kondensator 120 gespeichert werden. Diese Spannung wird auf dem Kondensator wenigstens für eine Rahmenauffrischperiode wegen der relativ hohen Impedanz der Gate-Verbindung zum Treibertransistor 158 und dem Schalttransistor 122 in seinem „Aus”-Zustand gehalten.
  • Treibertransistor 158 ist typischerweise ein TFT und leitet einen (Drain-Source) Strom, der abhängig ist von der Gate-Spannung des Transistors minus einer Schwellwertspannung. Damit steuert die Spannung am Gate-Knoten 159 den Strom durch OLED 152 und damit die Helligkeit der OLED.
  • Der spannungsprogrammierte Schaltkreis in 1c leidet unter einer Anzahl von Nachteilen, insbesondere weil die OLED-Strahlung nichtlinear von der angelegten Spannung abhängt, und Stromsteuerung ist zu bevorzugen, weil die Lichtausgabe einer OLED proportional ist zu dem sie durchfließenden Strom. 1d (in der Elemente, die denen in 1c entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind) zeigt eine Variante des Schaltkreises von 1c, die eine Stromsteuerung verwendet. Genauer „programmiert” ein Strom auf der (Spalten)Datenleitung, festgelegt durch Stromgenerator 166, den Strom durch Dünnfilm-Transistor (TFT) 160, der daraufhin den Strom durch OLED 152 einstellt, da, wenn Transistor 122a ein ist, die (aneinander angepassten) Transistoren 160 und 158 einen Stromspiegel bilden. 1e zeigt eine weitere Variante, in der TFT 160 ersetzt ist durch eine Fotodiode 162, sodass der Strom in der Datenleitung (wenn der Bildpunkt-Treiberschaltkreis ausgewählt ist) eine Lichtausgabe von der OLED durch Einstellen eines Stroms durch die Fotodiode programmiert.
  • 1f, die unserer Anmeldung WO 03/038790 entnommen ist, zeigt ein weiteres Beispiel eines stromprogrammierten Bildpunkt-Treiberschaltkreises. In diesem Schaltkreis ist der Strom durch eine OLED 152 eingestellt durch Einstellen eines Drain-Source-Stromes für OLED-Treibertransistor 158 unter Verwendung eines Stromgenerators 166, der beispielsweise eine Referenzstromsenke ist, und Speichern der Treibertransistor-Gate-Spannung, die für diesen Drain-Source-Strom benötigt wird. Somit ist die Helligkeit der OLED 152 bestimmt durch den Strom Icol, der in die Referenzstromsenke 166 fließt, die vorzugsweise einstellbar ist und wie für den adressierten Bildpunkt gewünscht eingestellt ist. Zusätzlich ist ein weiterer Schalttransistor 164 zwischen Treibertransistor 158 und OLED 152 verbunden, um eine OLED Beleuchtung während der Programmierungsphase zu verhindern. Im Allgemeinen ist eine Stromsenke 166 für jede Spaltendatenleitung bereitgestellt. 1g zeigt eine Variante des Schaltkreises der 1f.
  • 2 zeigt ein Schaltbild eines Floating-Gate-Dünnfilm-Transistors 200 mit Drain (D), Source (S) und mehreren Eingangsanschlüssen 202, die kapazitiv mit dem FG 204 des Transistors gekoppelt sind, jeder mit einer jeweils angelegten Spannung V1, V2, ... VN. Der Transistor 200 beinhaltet auch ein Floating-Gate (FG) 204. 2 zeigt auch, wie die mehreren Eingangsanschlüsse und das Floating Gate des Transistors angesehen werden können als ein Satz von Kondensatoren C1, C2 ... CN. Die letztere Darstellung wird verwendet in den später beschriebenen Bildpunkt-Schaltkreisen.
  • 3a zeigt ein erstes Beispiel eines spannungsprogrammierten Bildpunkt-Schaltkreises 300, umfassend einen Floating-Gate-Treibertransistor 302 mit mehreren Eingangsanschlüssen 304, jeder mit einer zugehörigen kapazitiven Kopplung an das Floating-Gate des TFT 302 (T2). Die Gate-Source-Eigenkapazität Cgs ist auch gestrichelt gezeigt (wenn T2 ein ist, umfasst dies eine parasitäre Kapazität des Transistors plus einem Teil der Kanalkapazität; im Aus-Zustand ist sie nur parasitär). Typischerweise ist diese parasitäre Kapazität durch Vergrößerung des Überlappungsbereichs zwischen Gate und Source vergrößert, um eine Schaltkreis-Speicherkapazität bereitzustellen. Treibertransistor 302 steuert eine OLED 301 an. Ein erster Auswahltransistor 306 (T1) koppelt selektiv einen der Eingangsanschlüsse des Floating-Gate-Treibertransistor zu einer Datenleitung 308, die eine Programmierspannung für den Bildpunkt-Schaltkreis führt; und zweiter Auswahltransistor 310 koppelt selektiv den zweiten Eingangsanschluss des Transistors 302 zur Drain-Verbindung des Transistors 302 in Abhängigkeit von einem Signal auf der Auto-Null-Leitung AZ. Das stellt eine Auto-Nullsetzung-Funktion zum Kompensieren der Bildpunktansteuerung zur Verfügung, zum Beispiel für Alterung und/oder Ungleichmäßigkeit. Es ist verständlich, dass in dem Beispiel-Schaltkreis der 3a Transistor 302 (T2) ein p-Kanal-Baustein ist.
  • 3b zeigt den gleichen Schaltkreis wie 3a, aber unter Verwendung einer etwas anderen Darstellungsweise.
  • 3c zeigt ein p-Kanal-Beispiel einer Variante des Schaltkreises der 3a und 3b, in welcher gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen angegeben sind, wobei der Schaltkreis der 3c eine Fotodiode 350 enthält ähnlich dem zuvor beschriebenen Schaltkreis der 1e. Dies bietet eine optische Rückkopplung, wenn OLED 301 an ist und hat einen Vorteil gegenüber der Anordnung der 1e, indem der Schaltkreis Unterschiede oder Verschiebungen in der Schwellwertspannung Vt des Transistors 302 korrigiert.
  • 4 zeigt ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der Schaltkreise der 3 in mehr Details zeigt. Die Schritte A bis G im Betrieb des Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Schaltkreises der 3a sind wie unten beschrieben:
    • A – Bildpunkt-Schaltkreis ist im AUS-Zustand; VDaten ist von dem Bildpunkt-Schaltkreis abgetrennt; C1- und C2-Kondensatoren schweben in einem unbestimmten Zustand.
    • B – Auswahlschalter ist freigegeben und eine Referenzdatenspannung (VHOCH) ist an einen Eingangsanschluss (V1 = VHOCH) des Floating-Gate-TFT 302 angelegt, so dass es keinen Stromfluss durch den Floating-Gate-TFT 302 hervorruft (|VFGS| < |Vt|); VDD ist hoch.
    • C – AZ ist niedrig und T3 ist freigegeben; der V2-Eingang des Treiber-TFT (T2) ist mit dem Drain verbunden und so ist T2 302 als Diode geschaltet. Der V1-Eingang ist noch auf VHOCH (V1 = VHOCH). Strom beginnt durch T2 zu fließen und Vgs/Vds erhöht sich. Ladung verteilt sich zwischen Kondensatoren C1, C2 und Cgs.
    • D – VDD und V1 (angesteuert durch die Änderung in VDaten) verringern sich um ΔV; VD(T2) geht auf niedrig und OLED 301 ist umgekehrt vorgespannt. Strom durch T2 wird durch den freigegebenen T3 in C2 umgeleitet, wodurch die Kapazität C2 geladen wird. Die Spannung V2 geht hoch und Transistor 302 schaltet AUS, wenn die Schwellwertspannung am Floating Gate des TFT 302 erreicht ist (und Vt wird auf Cgs gespeichert).
    • E – AZ geht HOCH, T3 geht AUS und V2 wird getrennt.
    • F – VDD und V1 (durch den freigegebenen T1) gehen wieder HOCH, sodass die OLED in einem vorwärts vorgespannten Zustand ist; und
    • G – auf T2 programmierte Daten sind um die Schwellwertspannung Vt verschoben.
  • Der Fachmann wird aus der oben stehenden Beschreibung erkennen, dass die Bildpunkt-Schaltkreise der 3 Schwellwertspannungskompensation in einem spannungsprogrammierten Bildpunkttreiber freigeben, ohne dass ein die OLED abtrennender TFT-Schalter erforderlich ist (weil dies in der Tat durch Steuerung einer Eingangsspannung erreicht werden kann, durch die die OLED umgekehrt vorgespannt wird). Des weiteren können in Ausführungsformen alle verwendeten Kondensatoren durch einen integrierten Floating-Gate-TFT wie Vorrichtung 302 bereitgestellt werden. Alternativ, falls die Schaltkreise ohne integrierte TFTs gebaut sind, kann der Entwurf für die Schaltkreis-Layouts die Notwendigkeit von Durchkontaktierungen zwischen Gate und Source/Drain-Metallschichten vermeiden. Die Datenspannungsinformation, die den Bildpunkt programmiert, ist in Ausführungsformen durch die Kapazität Cgs gespeichert und somit durch die parasitäre Kapazität des Treiber-TFT 302 (T2) bestimmt. Diese ist durch den Überlappungsbereich zwischen dem Gate und der Source, sowie durch einen Teil der Kanalkapazität des Treiber-TFT 302 bestimmt. Diese Überlappung kann typischerweise vergrößert werden, um genügend Speicherkapazität bereitzustellen, oder eine externe Kapazität kann bereitgestellt werden. Die Kondensatoren C1 und C2 können integrierte Kapazitäten des Floating-Gate-Transistors 302 (T2) sein oder separate Komponenten, die neben dem Treiber-TFT gebildet sind und Teil des Schaltkreisdesigns umfassen; ihre Werte können durch die Auswahl eines geometrischen Überlappungsbereichs zwischen der Floating-Gate-Elektrode und dem Eingangsanschluss bestimmt werden, unabhängig davon, ob sie integriert sind oder separat.
  • 5a zeigt ein erstes Beispiel eines stromprogrammierten Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Schaltkreises 500, der einen Floating-Gate-Treibertransistor 502 beinhaltet. Der Schaltkreis der 5a kann verglichen werden mit dem Schaltkreis in 1a. Ein Eingangsanschluss 502a (G1) des Transistors 502 dient als eine Eingangsverbindung für den Auswahltransistor 504 (der dem T1 in 1a entspricht). Der andere Eingangsanschluss 502b (G2) wird verwendet um die Gate-Source-Spannung, die durch den Strom programmiert wird, der auf der Stromdatenleitung IDaten eingestellt ist, auf der Eingangskapazität des Transistors 502 zu speichern, wenn der zweite Auswahltransistor 506, an den dieser Eingangsanschluss gekoppelt ist, ein ist. Somit sind im Betrieb, wenn die Auswahl (SEL) Leitung beaufschlagt ist, beide Transistoren 504 und 506 ein, und um den Bildpunkt zu programmieren, ist die Vdd-Leitung niedrig gesetzt und eine Stromsenke an die IDaten-Leitung angeschlossen, um die Spannung, die dem programmierten Strom entspricht, auf dem Eingangsanschlusskondensator des Transistors 502 einzustellen. Die Beaufschlagung der Auswahlleitung (SEL) wird dann weggenommen und Vdd wird hoch gesetzt, sodass der programmierte Strom durch die OLED 508 fließt. Ein Rücksetztransistor (nicht in 5a gezeigt) kann an die IDaten-Leitung gekoppelt werden, um die auf dem zwischen Eingangsanschluss G2 und FG verbundenen Eingangskondensator gespeicherte Spannung zurückzusetzen, bevor der Ausgangsstrom programmiert wird.
  • Der Schaltkreis der 5a kann mit einer reduzierten Anzahl von Durchkontaktierungen hergestellt werden; ein integrierter Eingangskondensator resultiert in einer kleineren physikalischen Größe für den Bildpunkt-Schaltkreis. Somit kann der Schaltkreis implementiert werden mit einer integrierten Floating-Gate-Vorrichtung (d. h. mit integrierten Eingangskondensatoren), um eine kleinere physikalische Größe, um den Preis einer komplexeren Schichtstruktur, bereitzustellen, oder mit nicht integrierten Eingangskondensatoren, sodass eine einfache Schichtstruktur mit weniger oder keinen Durchkontaktierungen erreicht werden kann.
  • Der Schaltkreis der 5a verwendet n-Kanaltransistoren, aber wie für den Fachmann offensichtlich, können p-Kanaltransistoren alternativ verwendet werden. 5b zeigt eine Variante des Schaltkreises der 5a (in welcher gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind), in welchem Auswahltransistor 504 an eine Vorspannungsleitung Vbias 510 statt an Vdd gekoppelt ist. Diese Vorspannungsleitung kann verwendet werden, um die effektive Schwellwertspannung durch Einstellen der Spannung an einem Eingangsanschluss G1 des Treibertransistors einzustellen. In dem Fall, in dem die Schwellwertspannung nicht null ist und deshalb bei Programmierung einer Treibervorrichtung durch Verwendung einer Schaltung eines Transistors als Diode eine größere Drain-Source-Spannung (als zum Erhalt der Sättigung benötigt) produziert werden würde, kann die Schwellwertspannung für eine Floating-Gate-Vorrichtung auf null eingestellt werden, wodurch die für den gleichen OLED-Treiberstrom benutzte Gate-Source-Spannung verringert wird. Das wiederum ermöglicht die Verwendung einer niedrigeren Vdd und damit eine Reduzierung des Leistungsverbrauchs. Der Fachmann wird verstehen, dass in ähnlicher Weise, statt Vbias in einer positiven Richtung zu verstellen um Vt zu reduzieren, Vbias in einer negativen Richtung verstellt werden kann, um Vt zu erhöhen.
  • Die Anordnung der 5b erleichtert auch einen alternativen Betriebsmodus, in dem während der Programmierung anstatt Vdd auf das niedrigere Spannungsniveau zu setzen, um die OLED umgekehrt vorzuspannen, die Spannung auf der Vbias-Leitung so gesteuert wird, dass die OLED während des Stromprogrammierens des Bildpunkt-Schaltkreises nicht beleuchtet ist. Diese Anordnung beruht auf der Verstellung der Vbias in eine positive Richtung, um die Programmierspannung in eine negative Richtung zu verschieben. Nach der Programmierung bleibt Vgs in etwa konstant (G1 in 5b schwebt im Wesentlichen), da die Source-Spannung steigt und die OLED angeht.
  • 5c zeigt eine weitere Variante des Schaltkreises der 5a, wiederum sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, diese Variante umfasst einen Deaktivierungstransistor 512, der an eine invertierte Version der SEL-Leitung gekoppelt ist, sodass die OLED 508 während der Programmierung aktiv ausgeschaltet werden kann, anstatt die Vdd niedrig zu setzen.
  • 5d zeigt ein anderes Beispiel eines stromprogrammierten Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Schaltkreises 520, wobei der Schaltkreis p-Kanal- anstatt n-Kanal-Vorrichtungen verwendet. In dem Schaltkreis der 5d hat Treibertransistor 522 einen ersten Eingangsanschluss 522a (G1), der auf einem entsprechendem Eingangskondensator eine durch einen Strom auf der IDaten-Leitung programmierte Gate-Spannung speichert, wenn Auswahltransistoren 524, 526 ein sind, während ein zweiter Eingangsanschluss 522b (G2) als zusätzlicher Eingangsanschluss für Transistor 522 dient und mit dem Drain des Treiber-TFT verbunden ist – dafür sorgend, dass der Treiber-TFT während der Programmierung ein und in Sättigung ist. Wiederum, während der Programmierung, sind Auswahltransistoren 524, 526 ein und Programmierstrom fließt von der Vdd-Leitung durch Treibertransistor 522 zu einer programmierbaren Datensenke (nicht gezeigt), die mit der IDaten-Leitung verbunden ist. Wenn Auswahltransistoren 524, 526 aus sind, fließt dieser Strom dann durch OLED 528 (während der Programmierphase sollte der Strom durch die OLED gesperrt sein).
  • 5e zeigt eine Variante des Schaltkreises der 5d, in welcher, anstatt dass Auswahltransistoren 524, 526 in Reihe zwischen die IDaten-Leitung und die Drain-Verbindung des Treibertransistors 522 geschaltet sind, einer der Auswahltransistoren 526 zwischen den Drain-Anschluss des Treibertransistors 522 und den zweiten Eingangsanschluss G2 522b dieses Transistors gekoppelt ist, während der zweite Auswahltransistor 524 die IDaten-Leitung direkt zum Drain-Anschluss des Treibertransistors 522 koppelt. Dies hat den Vorteil, dass es einen einzigen Auswahltransistor zwischen dem Treibertransistorausgang und der IDaten-Leitung gibt, der den Programmierstrom durchleitet.
  • 5f zeigt eine weitere Variante dieses Schaltkreises, wobei Elemente gleich denen in 5d mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, in der der Eingangsanschluss G1 522a verbunden ist mit einer Vorspannungsleitung Vbias 530, um die Einstellung/Steuerung der Schwellwertspannung des Treibertransistors 522 in einer im weiteren Sinne ähnlichen Art und Weise wie mit Bezug auf 5b beschrieben, zu ermöglichen.
  • Es wird weiterhin Bezug genommen auf eine Anordnung mit einer Vorspannungsleitung, wie sie in 5f gezeigt ist; falls im Betrieb ein Eingangsanschluss des Floating-Gate-TFT so vorgespannt ist, dass die Schwellwertspannung auf einen großen Wert erhöht wird – was durch eine positive Vorspannung der Vorspannungsleitung (es ist ein p-Typ) erreicht werden kann – kann die Drain-Source-Spannung VDS über dem Treiber-TFT, wenn der Transistor als Diode geschaltet ist, die OLED umgekehrt vorspannen und somit ihren Betrieb während des Programmierzyklus sperren. Somit bietet dies einen nützlichen Vorteil, da eine Modulierung (Tiefziehen) der Vdd-Spannung nicht erforderlich ist. In Ausführungsformen kann dies eine Leistungseinsparung bewirken, da im Allgemeinen eine signifikante Kapazität mit dieser Leitung verknüpft ist. In Ausführungsformen kann die Vorspannung in einer Aktiv-Matrix-Anzeigevorrichtung von benachbarten Bildpunkten/Bildpunkt-Leitungen gemeinsam verwendet werden.
  • 5g zeigt einen weiteren alternativen Schaltkreis, in dem der mit dem zweiten Eingangsanschluss G2 522b des Treibertransistors gekoppelte Auswahltransistor 526 direkt mit der IDaten-Leitung anstatt mit dem Drain-Anschluss (oder zu beiden wie in 5e) des Treibertransistors gekoppelt ist (sodass der Drain-Anschluss über die in Reihe verbundenen Auswahltransistoren 524, 526 verbunden ist mit dem Eingangsanschluss G2).
  • 5h zeigt noch eine weitere Variante des stromprogrammierten Schaltkreises, in welcher ein zusätzlicher OLED-Deaktivierungstransistor 532 vorgesehen ist, sodass die OLED während der Programmierung aktiv ausgeschaltet werden kann (und so muss Vdd während der Programmierung nicht tiefgezogen werden).
  • 6a zeigt ein Beispiel eines Stromspiegelschaltkreises, welcher in einen Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Treiberschaltkreis eingefügt werden kann, der einen oder wie gezeigt zwei Floating-Gate-Transistoren 602, 604 verwendet. In dem gezeigten Beispiel können ein oder beide der zweiten Eingangsanschlüsse an eine Vorspannung Vb gekoppelt werden, um eine oder beide Schwellwertspannungen der Transistoren 602, 604 einzustellen, um beispielsweise besser die Merkmale der zwei Transistoren aneinander anzupassen. Eine ähnliche Anordnung kann in einem Stromkopierschaltkreis verwendet werden. Ein weiterer Vorteil in der Benutzung einer oder mehrerer Floating-Gate-Vorrichtungen ist es, dass die benötigte Spannungsversorgung reduziert werden kann, indem die Schwellwertspannung des Treiber-TFT durch Steuerung der Gate-Spannung an einem der Eingangsanschlüsse reduziert wird.
  • 6b zeigt ein Beispiel eines Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Schaltkreises für einen Sensor, der einen Floating-Gate-TFT beinhaltet, wieder mit einer Schwellwertspannungseinstellung wie oben beschrieben.
  • 7a und 7b zeigen integrierte und nicht integrierte Floating-Gate-Vorrichtungsstrukturen und -schaltkreise. Gleiche Elemente zu denen in 2 sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • 7a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Floating-Gate(FG)-TFT 200a mit einem integrierten Floating Gate 204. In dieser integrierten FG-Vorrichtung umfasst der Floating-Gate-Kondensator eine Gate-Metallschicht 204b, die zwischen dielektrischen Schichten 204a, c liegt, um ein Floating Gate über dem Halbleiter 206 zu bilden, und Source- und Drain-Verbindungen in einem Source- Drain-Metall 208. Ein erster kapazitiv gekoppelter Eingang 202a bildet mit einem ersten Teil des Floating Gate 204b einen ersten Eingangskondensator und ein zweiter kapazitiv gekoppelter Eingang 202b formt mit einem zweiten Teil des Floating Gate 204b einen zweiten Eingangskondensator.
  • 7b zeigt eine Ausführungsform eines Floating-Gate(FG)-TFT 200b mit einem nicht integrierten Floating Gate, wobei gleiche Elemente zu denen in 7a mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In dieser Struktur formt wieder ein erster kapazitiv gekoppelter Eingang 202a einen ersten Eingangskondensator mit einem ersten Teil des Floating-Gate-Metalls 204b und ein zweiter kapazitiv gekoppelter Eingang 202b bildet einen zweiten Eingangskondensator mit einem zweiten Teil des Floating-Gate-Metalls 204b. Jedoch anstatt, dass die Vorrichtung vertikale Strukturen hat, sind die ersten und zweiten kapazitiv gekoppelten Eingänge seitlich zu beiden Seiten der Source-Drain-Kontakte angeordnet. Dies ermöglicht, dass eine Platte jedes Eingangskondensators unter Verwendung der Source-Drain-Metallschicht geformt wird, und dies ermöglicht es, dass die Anzahl von Durchkontaktierungen in einem Bildpunkt-Treiberschaltkreis reduziert werden kann. Weiterhin, wie aus einem Vergleich mit 7a deutlich wird, gibt es eine Metallschicht und eine dielektrische Schicht weniger.
  • In bevorzugten Ausführungsformen der oben genannten Schaltkreise umfassen die Transistoren MOS-Vorrichtungen, beispielsweise hergestellt aus amorphem Silizium. Aber in anderen Implementierungen können ein oder mehrere organische Dünnfilm-Transistoren verwendet werden.
  • Wie der Fachmann verstehen wird, können die oben beschriebenen Schaltkreise entweder in n- oder p-Kanalvarianten implementiert werden. Der Fachmann wird weiterhin verstehen, dass viele andere Varianten möglich sind und dass beispielweise ein oder die mehreren Schaltkreise, die in 1c bis 1g gezeigt sind, auch implementiert werden können unter Verwendung eines Floating-Gate-Treibertransistors. Allgemeiner können praktisch alle Bildpunkt-Schaltkreise, die im Stand der Technik beschrieben worden sind, so ausgebildet werden, dass sie einen Floating-Gate-TFT beinhalten entlang der oben beschriebenen Linien.
  • Zweifellos fallen dem Fachmann viele weitere nutzbare Alternativen ein. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und Modifikationen umfasst, die für Fachleute offensichtlich sind und innerhalb des Geistes und des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen.
  • Zusammenfassung
  • Bildpunkt-Treiberschaltkreise
  • Die Erfindung betrifft Bildpunkt-Treiberschaltkreise für optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtungen, insbesondere OLED-(organic light emitting diodes – organische Leuchtdioden)Anzeigen. Wir beschreiben eine optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Aktiv-Matrix-Bildpunkten, wobei jeder Bildpunkt einen Bildpunkt-Schaltkreis umfasst, der einen Dünnfilm-Transistor (TFT) zum Ansteuern des Bildpunkts und einen Bildpunkt-Kondensator zum Speichern eines Bildpunktwertes umfasst, wobei der TFT einen TFT mit einem Floating Gate umfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (26)

  1. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Aktiv-Matrix-Bildpunkten, wobei jeder Bildpunkt einen Bildpunkt-Schaltkreis enthält, der einen Dünnfilm-Transistor (TFT) zum Ansteuern des Bildpunkts und einen Bildpunkt-Kondensator zum Speichern eines Bildpunktwertes umfasst, wobei der TFT einen TFT mit einem Floating Gate umfasst.
  2. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der TFT mit einem Floating Gate einen TFT mit einer oder mehreren Verbindungen zu einem Gate des TFT umfasst, und wobei die Gate-Verbindungen Verbindungen umfassen, die nur kapazitiv zu dem Gate des TFT gekoppelt sind.
  3. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei eine der kapazitiv gekoppelten Gate-Verbindungen einen Gate-Verbindungskondensator mit zwei Platten umfasst, wobei der TFT eine Source-Drain-Metallschicht umfasst, wobei eine der kapazitiv gekoppelten Verbindungen zu dem Gate des TFT eine in der Source-Drain-Metallschicht gebildete Verbindung umfasst, wobei die in der Source-Drain-Metallschicht gebildete Verbindung eine der Platten des Gate-Verbindungskondensators umfasst, und wobei der TFT ferner eine Gate-Metallschicht umfasst, wobei die Gate-Metallschicht eine zweite der Platten des Gate-Verbindungskondensators umfasst.
  4. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Floating Gate im TFT integriert ist.
  5. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Floating Gate eine zugehörige Floating-Gate-Kapazität hat, und wobei der Bildpunkt-Kondensator die Floating-Gate-Kapazität umfasst.
  6. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine organische Leuchtdioden(OLED)-Anzeige umfasst, und wobei der Bildpunkt-Schaltkreis eine OLED enthält, die durch den Floating-Gate-TFT angesteuert ist.
  7. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Bildpunkt-Schaltkreis einen spannungsprogrammierten Bildpunkt-Schaltkreis umfasst, und wobei der Bildpunktwert einen Schwellwert-Offset-Spannungswert umfasst, um eine Schwellwertspannung des Floating-Gate-TFT zu verschieben.
  8. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der Floating-Gate-TFT zwei Floating-Gate-Verbindungen hat, und wobei der spannungsprogrammierte Bildpunkt-Schaltkreis so ausgebildet ist, dass er eine erste Floating-Gate-Verbindung verwendet, um den Schwellwert-Offset-Spannungswert einzustellen, und eine zweite Floating-Gate-Verbindung, um eine Programmierspannung für den Bildpunkt zu speichern.
  9. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei der Bildpunkt-Schaltkreis so ausgebildet ist, dass der Vorgang des Bereitstellens der Schwellwertspannungsverschiebung und der Programmierspannung eine Programmierspannung auf einer Eigenkapazität der Vorrichtung zwischen dem Floating-Gate und einem Source- oder Drain-Anschluss des TFT speichert.
  10. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 7, 8 oder 9, wobei der Bildpunkt-Schaltkreis eine Fotodiode enthält, die an eine Floating-Gate-Verbindung des TFT gekoppelt ist, um eine optische Rückkopplung innerhalb eines genannten Bildpunktes bereitzustellen.
  11. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, ferner umfassend einen Steuerschaltkreis zum Steuern des Bildpunkt-Schaltkreises, wobei der Steuerschaltkreis zwei Zyklen hat, einen ersten Zyklus, in dem die OLED gesteuert wird, um ausgeschaltet zu sein, und der Schwellwert-Offset-Spannungswert auf dem integrierten Floating-Gate-Kondensator gespeichert wird, und einen zweiten Zyklus, in dem eine Helligkeit der OLED durch eine Programmierspannung gesetzt wird, eingestellt durch den Schwellwert-Offset-Spannungswert.
  12. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Bildpunkt-Schaltkreis einen stromprogrammierten Bildpunkt-Schaltkreis umfasst, und wobei der Bildpunktwert einen Gate-Source-Spannungswert umfasst, der einem Treiberstrom durch die OLED entspricht, der im Wesentlichen proportional ist zu einem Programmierstrom, der an den Bildpunkt-Schaltkreis angelegt ist.
  13. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei der TFT zwei Floating-Gate-Verbindungen aufweist, eine erste Floating-Gate-Verbindung und eine zweite Floating-Gate-Verbindung, und wobei der stromprogrammierte Bildpunkt-Schaltkreis so ausgebildet ist, dass eine der Floating-Gate-Verbindungen eine Verbindung zu einem Kondensator umfasst, um eine Spannung zu speichern, um eine effektive Schwellwertspannung des TFT zu modulieren.
  14. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die erste Floating-Gate-Verbindung gekoppelt ist zu einer Drain-Verbindung des Floating-Gate-TFT.
  15. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die erste Floating-Gate-Verbindung zu der Drain-Verbindung des TFT über wenigstens einen Auswahl-TFT gekoppelt ist, um den Bildpunkt-Schaltkreis freizugeben, für die Programmierung durch den Programmierschaltkreis ausgewählt werden zu können.
  16. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 13, 14 oder 15, wobei der Bildpunkt-Schaltkreis wenigstens einen Auswahl-TFT enthält, der zwischen die zweite Floating-Gate-Verbindung und eine Drain-Verbindung des Floating-Gate-TFT gekoppelt ist.
  17. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 13, 14 oder 15, wobei der Bildpunkt-Schaltkreis wenigstens einen Auswahl-TFT enthält, der zwischen die erste Floating-Gate-Verbindung und eine Vorspannungsverbindung des Bildpunkt-Schaltkreises gekoppelt ist.
  18. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei der Bildpunkt-Schaltkreis wenigstens einen Auswahl-TFT enthält, der zwischen die zweite Floating-Gate-Verbindung und eine Stromdatenleitung gekoppelt ist, um selektiv den Programmierstrom dem Bildpunkt-Schaltkreis zur Verfügung zu stellen.
  19. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 18, ferner umfassend einen Deaktivierungs-TFT, gekoppelt zwischen den Floating-Gate-TFT und die OLED, um Beleuchtung von der OLED während der Programmierung des Bildpunkt-Treiberschaltkreises zu sperren.
  20. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Floating-Gate-TFT zwei Floating-Gate-Verbindungen hat, und wobei der Bildpunkt-Schaltkreis so ausgebildet ist, dass er einen der Eingangsanschlüsse für eine Steuerung der effektiven Schwellwertspannung des Floating-Gate-TFT verwendet.
  21. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei der Bildpunkt-Schaltkreis so ausgebildet ist, dass er die Programmierung eines der Aktiv-Matrix-Bildpunkte unter Verwendung einer anderen der Floating-Gate-Verbindungen freigibt.
  22. Optoelektronische Aktiv-Matrix-Vorrichtung gemäß Anspruch 20 oder 21, wobei der Bildpunkt-Schaltkreis einen Stromspiegel- oder Stromkopierschaltkreis umfasst, der den Floating-Gate-TFT als Eingangs- oder Ausgangstransistor enthält.
  23. Verfahren zum Ansteuern eines Aktiv-Matrix-Bildpunkt-Schaltkreises einer organischen elektrolumineszenten Anzeige, wobei der Bildpunkt-Schaltkreis einen Dünnfilm-Transistor (TFT) zum Ansteuern des Bildpunktes und einen Bildpunkt-Kondensator zum Speichern eines Bildpunkt-Wertes umfasst, wobei der TFT einen TFT mit einem Floating Gate umfasst, wobei das Floating Gate eine zugehörige Floating-Gate-zu-Source-Kapazität hat, wobei das Verfahren die Programmierung des Bildpunkt-Schaltkreises zum Speichern einer Spannung auf dem Floating-Gate-zu-Source-Kondensator umfasst, wobei die gespeicherte Spannung eine Helligkeit des organischen elektrolumineszenten Anzeigeelements definiert.
  24. Verfahren gemäß Anspruch 23, wobei der Floating-Gate-TFT zwei Floating-Gate-Verbindungen hat, und wobei das Verfahren die Programmierung der Helligkeit des organischen elektrolumineszenten Anzeigeelements unter Verwendung einer ersten der Floating-Gate-Verbindungen und Modulieren einer Schwellwertspannung des Treiber-TFT unter Verwendung einer zweiten der Floating-Gate-Verbindungen umfasst.
  25. Organischer Floating-Gate-Dünnfilm-Transistor (TFT), umfassend wenigstens einen Eingangsanschluss, der kapazitiv an ein Floating Gate des Dünnfilm-Transistors gekoppelt ist.
  26. Bildpunkt-Schaltkreis, umfassend den organischen Floating-Gate-Dünnfilm-Transistor gemäß Anspruch 25, wobei der Schaltkreis keine Verbindung zwischen einer Drain-Source-Metallschicht des OTFT und einer Gate-Metallschicht des OTFT aufweist.
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