TW201303831A - 顯示器驅動器 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於一有機發光二極體(OLED)之驅動電路,該驅動電路包括:一電容器,其具有一第一端子及一第二端子,該第二端子連接至一OLED元件;一電壓源,其經調適以選擇性地提供低於該OLED元件之開啟電壓之一控制電壓VP給該電容器之該第二端子;及一電壓方波信號源,其經調適以提供在一高電壓VH與一低電壓VL之間交替之一方波電壓信號給該電容器之該第一端子。當提供給該電容器之該第一端子之該方波電壓信號係在該低電壓VL時,該電壓源提供該控制電壓VP給該電容器之該第二端子;且當提供給該電容器之該第一端子之該方波電壓信號增加至該高電壓VH時,該電容器之該第二端子處之電壓增加至高於該OLED元件之開啟電壓之一電壓使得該OLED元件發光。

Description

顯示器驅動器
本發明係關於主動矩陣有機發光二極體(OLED)顯示器,特定言之係關於一種用於驅動一OLED顯示器之像素之系統及方法。
近年由於顯示器品質改良、顯示器成本下降及顯示器之應用範圍增加,顯示器市場迅速發展。此包含如下兩者:諸如用於TV或電腦監視器之大面積顯示器及用於可攜式裝置之較小顯示器。
目前市場上最常見之顯示器類別係液晶顯示器及電漿顯示器,然而基於有機發光二極體(OLED)之顯示器目前正日益引起關注,此歸因於其等之許多優點,包含低功率消耗、輕量、寬廣視角、極佳對比及可撓性顯示器之潛力。
OLED之基礎結構係一光發射有機層(例如,聚對苯撐乙烯)(「PPV」)或聚茀),該光發射有機層夾置於用於將負電荷載子(電子)注入該有機層中的陰極與用於將正電荷載子(電洞)注入該有機層中的陽極之間。該等電子及電洞在該有機層中組合產生光子。在WO 90/13148中,該有機光發射材料係共軛聚合物。在US 4,539,507中,該有機光發射材料屬於稱為小分子材料之類別,諸如(8-羥基喹啉)鋁(「Alq3」)。在實際裝置中,該等電極之一者係透明的以容許光子從該裝置逃逸。
一典型的有機光發射裝置(「OLED」)係製造於塗佈有 一透明陽極(諸如氧化銦錫(「ITO」))之一玻璃或塑膠基板上。至少一電致發光有機材料之一層薄膜覆蓋該第一電極。最後,在該層電致發光有機材料上方提供一陰極。陰極通常為一金屬或合金,且可包括單一層(諸如鋁)或複數個層(諸如鈣及鋁)。可在該陽極與該陰極之間提供額外層(特定言之,電荷傳送層及/或電荷阻擋層)。
裝置可由紅、綠及藍色電致發光子像素而像素化以提供一全色顯示器。
全色液晶顯示器通常包括發白光之背光,且自該裝置發射之光在行進穿過LC層後透過紅、綠及藍色濾光片過濾以提供所要彩色影像。
一全色顯示器可藉由組合彩色濾光片使用一白或藍色OLED之相同方式而製成。而且,已證實即使裝置之像素已包括紅、綠及藍色子像素,使用具有OLED之彩色濾光片仍為有利的。特定言之,對齊紅色濾光片與紅色電致發光子像素並對齊綠及藍色子像素與綠及藍色濾光片可改良顯示器之色彩純度(為避免疑義,本文中使用之「像素」可指代僅發射單一色彩之像素;或包括複數個可個別定址之子像素之一像素,該等子像素在一起可使該像素發射一範圍的色彩)。
藉由用於吸收發射光及在所要之較長波長或波長帶處重新發射之色彩變化介質(CCM),可使用降頻轉換作為彩色濾光片之替代,或除彩色濾光片之外亦可使用降頻轉換。
一種定址諸如LCD及OLED之顯示器的方法係藉由使用 「主動式矩陣」配置,在該配置中由一相關薄膜電晶體啟動一顯示器之個別像素元件。此等顯示器之主動式矩陣背板可由非晶矽(a-Si)或低溫多晶矽(LTPS)製成。LTPS具有高遷移率,但可為非均勻的且需要高處理溫度,此限制可與其一起使用之基板的範圍。非晶矽無需此等高處理溫度,然而,其遷移率相對較低且在使用期間可由於老化效應而遭遇非均勻性。而且,由LTPS或a-Si形成之背板均需要可損壞下伏基板之處理步驟(諸如光微影、清洗及退火)。尤其在LTPS之情況下,必須選擇對此等高能量處理具有抗受力之基板。
例如,2004年Rogers等人發表之《Appl.Phys.Lett.》(84(26),第5398-5400頁)、2006年Rogers等人發表之《Appl.Phys.Lett.》(88,213101-)及2007年6月Benkendorfer等人發表之《Compound Semiconductor》揭示一種圖案化之替代方法,其中使用諸如光微影之習知方法將絕緣體上覆矽圖案化為接著轉印至一裝置基板上的複數個元件(下文稱為「小晶片」)。轉印印刷程序藉由如下發生:使複數個小晶片接觸一彈性印模,該彈性印模具有引起該等小晶片結合至該印模的表面化學功能性;且接著轉印該等小晶片至該裝置基板。依此方式,可以良好之對準將承載諸如顯示器驅動電路之微米級與奈米級結構的小晶片轉印至一最終基板上,該最終基板無需承受矽圖案化所涉及之高要求程序。
可藉由該等小晶片之顯示器驅動電路憑藉控制供應給 OLED之電流控制供應給該OLED之電荷量來控制顯示器之個別像素或子像素、元件藉由相關薄膜電晶體之啟動。此方法面臨之一問題係:行進穿過該等小晶片之顯示器驅動電路之電晶體至OLED顯示器元件之電流量可變,且本發明者已發現此變化性可能至少部分歸因於電晶體之電導率(或匹配)之一變動,該變動引起不均勻亮度。
由不同小晶片之電晶體供應之電流量之此變動可能出現,此係因為(例如)該等小晶片係由一半導體晶圓之不同區域形成或由不同晶圓形成,使得該等小晶片之效能特性由於製造程序之變動而存在區別。
習知地,可藉由使用一起緊密形成於一單一半導體晶圓上之若干對電晶體之電流鏡像技術修正此等區別,使得該等小晶片之性質緊密匹配,然而此極為昂貴且使背板佈局變得複雜。
根據本發明之一態樣,提供一種如技術方案1中指定之一驅動電路。該驅動電路包括:一電容器,其具有一第一端子及一第二端子,該第二端子連接至OLED元件;一電壓源,其經調適以選擇性地提供低於該OLED元件之開啟電壓之一控制電壓VP給該電容器之第二端子;及一電壓方波信號源,其經調適以提供在一高電壓VH與一低電壓VL之間交替之一方波電壓信號給該電容器之第一端子; 其中當提供給該電容器之第一端子之方波電壓信號在該低電壓VL時,該電壓源提供該控制電壓VP給該電容器之第二端子;及當提供給該電容器之第一端子之方波電壓信號增加至該高電壓VH時,該電容器之第二端子處之電壓增加至高於該OLED元件之開啟電壓之一電壓使得該OLED元件發光。
較佳地,該電壓源包括一電晶體或由一電晶體組成。
視需要,該電壓源係一小晶片。
視需要,提供給該電容器之第一端子之方波電壓信號增加至該高電壓VH,該電容器之第二端子處之電壓增加至VP+k(VH-VL)之一電壓,其中k係小於1之一常數。
視需要,在該電容器之第二端子處之電壓增加至高於OLED元件之開啟電壓之一電壓之後,電路經配置以容許該電容器透過OLED元件放電直到該電容器之第二端子之電壓在提供給該電容器之第一端子之方波電壓信號減小至該低電壓VL之前達到OLED元件之開啟電壓。
視需要,在該電壓源提供該控制電壓之後,該電路經配置以容許該電容器充電直到該電容器之第二端子之電壓在提供給該電容器之第一端子之方波電壓信號增加至該高電壓VH之前達到該控制電壓VP
視需要,該電壓方波信號源經調適以提供在該高電壓VH處及該低電壓VL處耗時相等之一方波電壓信號。
視需要,其中該電壓方波信號源經調適以提供在該高電壓VH處及該低電壓VL處耗時不同之一方波電壓信號。
視需要,該驅動電路用於驅動複數個OLED元件,該驅動電路包括:複數個電容器,每一電容器具有一第一端子及一第二端子,每一電容器之第二端子連接至一各自OLED元件;複數個電壓方波源,其等經調適以提供複數個方波電壓信號,每一電壓方波源提供在一高電壓VH與一低電壓VL之間交替之一各自方波電壓信號給該複數個電容器之一各自者之第一端子,該複數個電壓方波源經調適使得該複數個方波電壓信號非同相;當提供給該電容器之第一端子之方波電壓信號在該低電壓VL處時,該電壓源經調適以選擇性地提供一控制電壓VP給每一電容器之各自第二端子。
視需要,當提供給該電容器之第一端子之方波電壓信號在該低電壓VL處且提供給該複數個電容器之其他電容器之第一端子之方波電壓信號在該高電壓VH處時,該電壓源經調適以選擇性地提供一控制電壓VP給每一電容器之各自第二端子。
視需要,該驅動電路進一步包括複數個隔離二極體,每一隔離二極體經配置以使該複數個電容器之一者之第一端子處之一高電壓與該電壓源隔離。
視需要,該電容器包括經配置以始終處於反向偏壓之二極體。
視需要,每一該電容器包括與各自OLED形成一單一堆疊之二極體。
視需要,該堆疊進一步包括一隔離二極體。
視需要,該驅動電路包括a-Si或LTPS。
在一第二態樣中,本發明提供一種OLED顯示器之背板,該OLED顯示器包括根據任何先前技術方案之複數個驅動電路。
在一第三態樣中,本發明提供一種主動矩陣顯示器,其包括:根據該第二態樣之一背板;及複數個OLED元件。
可在隨附申請專利範圍中發現進一步優點及新穎的特徵。
為更好地理解本發明且如何將本發明付諸實踐,現在僅藉由實例方式參考隨附圖式。
圖1圖解說明根據本發明之一實施例之一驅動電路配置。該驅動電路包括驅動一像素OLED 11之一主動矩陣OLED顯示器之一背板之一小晶片10。該小晶片10藉由一導線12連接至該OLED 11,且該導線12亦連接至一電容器13。該OLED 11連接在該導線12與一接地線平面15之間。
該電容器13亦連接至一電容器驅動器線16,該電容器驅動器線16用在一低電壓位準VL與一高電壓位準VH之間交替之一電壓方波驅動。為方便起見,該低電壓位準VL可為0 V,但此並非必需。
因此,該電容器13具有連接至該電容器驅動器線16之一第一端子A及連接至該小晶片10之驅動器電路及該OLED 11之一第二端子B。
在操作中,當意欲照明該OLED 11時,在該電容器驅動 器線16上之方波電壓在低電壓位準VL處時啟動該小晶片10之一驅動器電路。該驅動器電路通常包括一電晶體14,且該驅動器電路係藉由開啟該電晶體14而啟動。該驅動器電路施加一控制電壓VP於該電容器13之端子B,該控制電壓VP低於該OLED 11之接通電壓。該小晶片10驅動器電路接著在該電容器驅動器線16上之方波電壓改變為該高電壓位準VH之前藉由關閉該電晶體14而停用。
當該電容器驅動器線16上施加於該電容器13之端子A之方波電壓增加至該高電壓位準VH時,該電容器13之端子B處之電壓亦增加。該端子B處之電壓將自VP增加至VP+k(VH-VL)。因此,該電路經驅動以用作一電荷泵。
常數k小於1使得該端子B處之電壓增量將小於VH與VL之間之差。k之值係藉由寄生電容(在此實例中主要係該OLED 11之寄生電容)與該電容器13之電容之相對值而判定。實務上,該OLED 11由於其幾何形狀而一般將具有一相對較大的寄生電容。電壓k(VH-VL)經配置以低於該OLED 11之接通電壓。
電壓VP+k(VH-VL)經配置以高於該OLED 11之接通電壓。因此,該電容器13將透過該OLED 11放電使得電荷將自該電容器13透過該OLED 11流至接地線15,導致該OLED 11發光。此電荷流動將導致該電容器13之端子B處之電壓隨著該電容器13放電而下降。該電荷將繼續流動,且該OLED 11仍將保持照明,直到該端子B處之電壓減小至該OLED 11之接通電壓或減小至該OLED 11之接通電壓 以下。
該端子B處之電壓可減小至該OLED 11之接通電壓,由於該電容器13透過該OLED 11放電關閉該OLED 11。在此情況中,當該端子B處之電壓達到該OLED 11之關閉電壓時,該OLED 11將關閉且停止傳遞電流及發光,且隨後該電容器驅動器線16上之方波電壓將轉變回至VL
或者,該端子B處之電壓可減小至該OLED 11之接通電壓以下,藉由該電容器驅動器線16上之方波電壓轉變回至VL關閉該OLED 11。此轉變將會使該端子B處之電壓減小至VP以下,其低於該OLED 11之接通電壓。
任何特定系統將遵循之此兩個替代之哪一個實務上將取決於該系統之不同部分之特定參數值(例如,電壓及方波電壓之頻率值)。
一旦該電容器驅動線16上之方波電壓改變回至VL,立即重複循環。
當無需照明該OLED 11時,不啟動該小晶片10中之驅動器電路。因此,當該方波電壓增加至VH時,該電容器13之端子B處之電壓僅增加至k(VH-VL),其低於該OLED 11之接通電壓。
在本發明中,在方波電壓信號之每一循環期間,行進穿過該OLED 11之電荷量及因此所發射之光量將與電壓差VH-VL及該電容器13之電容成比例。假定在該方波電壓信號為低電壓VL時之週期期間行進穿過該小晶片10之電晶體14之電流足以將該電容器13之端子B充電至控制電壓VP, 則電晶體14之電導率(或匹配)之變動對行進穿過該OLED 11之電荷量不具有影響。
實務上,設計驅動電路以使電壓、電流、電容及方波信號頻率具有若干值為簡單:該若干值將保證藉由小晶片10傳遞之電流面臨之變動範圍實務上仍將容許該電容器13之端子B在該方波電壓信號為低電壓VL時之週期期間充電至控制電壓VP。應瞭解,此容許在不影響OLED顯示器之效能之情況下容忍藉由該等小晶片10傳遞之電流之範圍遠大於其中該等小晶片10直接驅動該等OLED之一習知配置。
期望將通常較佳地將電容器13配置為在方波電壓信號實現轉變回至低電壓VL之前放電至該OLED 11之關閉電壓。此將保證該電晶體14之匹配對行進穿過該OLED 11之電荷量不具有影響。
實務上,設計驅動電路以使電壓、電流、電容及方波信號頻率具有若干值為簡單:該若干值將保證藉由OLED 11傳遞之電流面臨之變動範圍實務上仍將容許該電容器13之端子B在該方波電壓信號為高電壓VH時之週期期間放電至該OLED 11之開啟電壓。
隨時間變化,行進穿過該OLED 11之電荷及因此所發射之光量將與電壓差VH-VL、該電容器13之電容、方波驅動信號之頻率及使該小晶片10中之驅動器電路啟動以施加控制信號VP於該電容器13之端子B之方波驅動信號的循環次數成比例。因此,假定該方波電壓之頻率足夠高使得視覺持久性將導致該OLED 11表現為繼續照明觀察者,則可藉 由改變使該小晶片10啟動以開啟該OLED 11之該方波電壓循環之比例或藉由改變該方波電壓信號之頻率來控制該OLED 11之表觀亮度或感知亮度。該方波電壓信號之頻率可稱為泵送速率。
為保證該驅動電路正確操作且當該方波電壓信號在低電壓VL處時,在該方波電壓信號轉變至該高電壓VH之前該電容器13被充電至控制電壓VP,且亦保證當該方波電壓信號在高電壓VH處時,在該方波電壓信號轉變至該低電壓VL之前該電容器13被完全放電至該OLED 11之關閉電壓,可監控藉由該電路汲取之電流。接著可評估所汲取電流與該方波信號之頻率之間之關係以確認此關係為一線性關係。接著可對所識別之任何非線性進行修正。該評估亦可考慮電壓VP、VH及VL之變化及使該小晶片10開啟該OLED 11之該方波電壓信號的循環比例(若需要)。
該方波電壓信號在該高電壓VH處及該低電壓VL處無需耗時相等。在一些條件下,為方便起見使在該高電壓VH處之時間不同於該低電壓VL處之時間以容許在該方波電壓信號改變狀態之前對該電容器13完成所要充電及放電。在一配置中,VL儘可能短以最大化該OLED之作用時間循環。
為簡單明瞭起見,圖1中僅展示一單一小晶片10、OLED 11及電容器13。然而,應明白一主動矩陣OLED顯示器通常將包括驅動大量OLED之大量小晶片。進一步言之,應明白每一小晶片可驅動一或複數個像素或子像素;藉由一給定小晶片驅動之像素或子像素可具有相同或不同色彩; 且藉由一給定小晶片驅動之一像素可包括除紅色、綠色及藍色子像素外之子像素。
在包括驅動複數個OLED之複數個小晶片之一OLED顯示器中,可存在如上所述藉由一單一方波電壓驅動之若干驅動電路配置。為方便起見,此可藉由將不同驅動電路之電容器之第二端子B連接至一共同方波電壓線而予以配置。構成顯示器之全部OLED可藉由一共同方波電壓線驅動,或者可提供若干方波電壓線,其中每一方波電壓線驅動顯示器之一特定線、行或區域中之全部OLED。
此驅動配置提供若干優點。行進穿過OLED之電荷量及因此藉由該OLED發射之光量及其亮度受控於該等電壓VP、VH及VL以及該電容器13之電容,而非受控於行進穿過該小晶片10之電晶體14之電流量。熟悉此項技術者已熟知,將電子器件(尤其係微電子器件)、組件之電壓及電容控制在特定所要值且使該等值保持恆定比控制藉由裝置傳遞之電流容易得多。因此,藉由不同小晶片傳遞之電流之間之變動問題(該等變動影響一OLED顯示器之外觀)通常不會出現,此係因為藉由不同小晶片傳遞之電流之變動並未直接影響其等各自OLED之發光度。
進一步言之,因為行進穿過OLED之電荷量及因此發射之光量藉由改變電壓VP、VH及VL而控制,所以本發明容許藉由設定適當的參考電壓來控制電荷量,該等參考電壓比參考電流更易於跨顯示器分佈。
可藉由改變使該小晶片10開啟以照明該OLED 11之該方 波電壓的循環之次數或比例來控制該OLED 11之亮度或灰階。
在包括複數個OLED之一OLED顯示器中,可藉由調整電壓差VH-VL總體上改變並控制OLED顯示器之全域亮度或灰階。當該低電壓VL為0 V時,此可藉由調整該高電壓VH方便地完成。如上解釋,可藉由改變照明OLED之該方波電壓循環次數單獨控制個別OLED之亮度或灰階。
有利地,可給顯示器上之每一色彩之像素或子像素提供一不同方波電壓,例如提供一不同方波電壓給紅色、綠色及藍色像素或子像素之各者。可藉由調整該等不同色彩專有方波電壓之各者之電壓差VH-VL總體上改變並控制OLED顯示器之全域色彩平衡。為方便起見,可透過連接至相關色彩之像素或子像素之一專有方波電壓線供應該等不同色彩專有方波電壓之各者。
本發明之一進一步優點係:無需透過該電晶體14調整藉由該小晶片10供應之電壓或電流以控制或調整該OLED 11之亮度。在其中行進穿過小晶片電晶體之電流直接控制OLED之亮度之一習知驅動配置中,必須在小晶片中提供類似組件以容許通常藉由調整該電晶體14之輸出電壓來調整OLED亮度。此等類似組件與僅僅開啟及關閉電晶體所需之數位組件相比比較大且較為複雜,使得小晶片包含此等類似組件係昂貴且非想要的。進一步言之,在此一習知驅動配置中,通常必須將藉由小晶片供應之電壓設定至低於顯示器之驅動電壓(通常低約1 V),以容許調整個別小晶 片之驅動電壓以控制所供應電流。相比而言,在本發明中,該控制電壓VP可在顯示器之驅動電壓處保持恆定。
圖2圖解說明根據本發明之另一實施例之一驅動電路配置。該驅動電路包括一主動矩陣OLED顯示器之一背板之一小晶片20,該小晶片20驅動三個像素OLED 21a至21c。該小晶片20藉由一各自導線22a至22c連接至該三個像素OLED 21a至21c之各者,且每一導線22a至22c亦各自連接至一各自電容器23a至23c之一第二端子B。每一電容器23a至23c具有連接至一各自電容器驅動線26a至26c之一第一端子A。每一OLED 21a至21c連接於各自導線22a至22c與一接地線平面25之間。每一電容器23a至23c及OLED 21a至21c藉由陰極連接至該電容器23a至23c之第二端子B之一各自隔離二極體27a至27c而與該小晶片20隔離。
類似於圖1之實施例,該三個電容器23a至23c之各者藉由在一低電壓位準VL與一高電壓位準VH之間交替之一各自電壓方波驅動以用作一電荷泵,該電壓方波藉由各自電容器驅動線26a至26c供應給該電容器23a至23c之第一端子A。該三個方波驅動電壓彼此非同相使得僅該三個方波信號之一者在任何時間皆在該低電壓位準VL處。
該小晶片20之驅動電路與該三個方波驅動電壓同步切換,使得該小晶片20供應該控制電壓VP給連接至該等OLED 21a至21c之一者之電容器23a至23c之第二端子B,當供應給該電容器23a至23c之第一端子A之各自電壓方波在低電壓位準VL處時該等OLED 21a至21c需照明。
接著當供應給該電容器23a至23c之第一端子A之各自電壓方波轉變至該高電壓位準VH時,此電容器23a至23c之第二端子B之電壓上升至VP+k(VH-VL),導致電荷流過所要OLED 21a至21c,從而照明該等所要OLED 21a至21c。
當一電容器23a至23c之一第一端子A之電壓上升至VP+k(VH-VL)時,該各自二極體27a至27c使該電容器23a至23c與其他電容器23a至23c隔離,且與該小晶片20隔離,保證可獨立驅動不同的OLED 21a至21c而未在其等之間產生任何「串擾」。
因此,此實施例容許藉由一單一小晶片20之一單一驅動電路(例如一單一電晶體24)單獨控制且定址三個OLED 21a至21c。
此實施例提供以下優點:相對於構成OLED顯示器之獨立可控像素或子像素之數目,該顯示器之背板上之小晶片數目可減小。此容許減小小晶片數目,從而容許減小背板成本。應瞭解,小晶片或其他半導體微電子電路之成本與背板之其他部分之成本相比相對較高。
此實施例具有獨立控制三個像素或子像素、OLED之一單一小晶片,三個像素或子像素之控制僅係一實例,且可獨立地控制不同數目個像素或子像素,諸如兩個、四個或更多個。
在上述實施例中,方波驅動電壓彼此非同相使得僅該三個方波信號之一者在任何時間皆在該低電壓位準VL處。此方便但並非必需。該等電壓信號之一個以上信號可同時在 該低電壓位準VL處,條件係該小晶片20此時並未供應該控制電壓VP。為容許獨立控制不同OLED之一般要求係:當該小晶片20正供應該控制電壓VP時在任何時間僅該三個方波信號之一者在該低電壓位準VL處。而且,二極體27a、27b及27c之任何兩個二極體係背對背配置且因此電流無法在電容器23a、23b及23c之任何一電容器之間流動。
上述實施例展示藉由一單一小晶片驅動一OLED或藉由一單一小晶片獨立地驅動三個OLED。應瞭解,可藉由一單一小晶片同時驅動並聯連接之複數個OLED。
圖3圖解說明本發明之一第三實施例,該第三實施例包括根據該第二實施例之驅動電路配置之一部分之一特定配置。
在圖3中,藉由二極體33形成對應於該第二實施例之電容器23a至23c之一電容器,該二極體33配置為其陰極33b透過一導線32連接至一OLED 31且其陽極33a連接至一電容器驅動線36。該二極體33將在操作期間永久地反向偏壓,且因此該二極體33將用作一電容器。
提供具有一陽極37a及一陰極37b之一隔離二極體37以使該二極體33與該小晶片10隔離,該兩個二極體33及37藉由該導線32將其等各自陰極33b及37b連接在一起。該二極體37之陽極37a提供一端子C以連接至一小晶片。
為方便起見,該等二極體33及37可為基於類似於OLED之一材料之單載子電洞裝置。
圖4圖解說明本發明之一第四實施例,該第四實施例包 括用於該第三實施例之一可能實體結構。
該第三實施例之導線32在該等二極體33及37之陰極33b及37b與該OLED 31之間提供一共同連接。此共同連接係在一浮動電壓處,且因此無需與該等二極體33及37以及該OLED 31隔離。因此,該等二極體33及37以及該OLED 31可形成為一單一堆疊。
在圖4中,一堆疊40包括藉由夾置在一第一導電層42與一第二導電層43之間之一OLED半導體層41形成之一OLED 31。該第二導電層43提供接地線平面。該堆疊40進一步包括藉由夾置在該第一導電層42與一第三導電層45之間之二極體半導體層44形成之二極體33及37。該第三導電層45經圖案化以界定該等二極體33及37之陽極33a及37a,且提供端子A及C以連接至電容器驅動線及小晶片。
該第四實施例提供用於組合的OLED與二極體之一緊密且容易製造的結構。
該第三實施例及該第四實施例有關於根據該第二實施例之一配置,其中藉由經配置以始終反向偏壓之二極體提供電容器。應瞭解,亦可更換該第一實施例之電容器。
小晶片可由半導體晶圓來源形成,該半導體晶圓來源包含:塊體半導體晶圓,諸如單晶矽晶圓、多晶矽晶圓、鍺晶圓;超薄半導體晶圓,諸如超薄矽晶圓;經摻雜之半導體晶圓,諸如p型或n型經摻雜晶圓及摻雜物具有選定空間分佈之晶圓;絕緣體上覆半導體之晶圓,諸如絕緣體上覆矽(例如,Si-SiO2、SiGe);及基板上覆半導體之晶圓,諸 如基板上覆矽之晶圓。此外,本發明之可印刷的半導體元件可由各種非晶圓來源製造,諸如沈積於一犧牲層或基板(例如,SiN或SiO2)上且隨後經退火之非晶、多晶或單晶半導體材料(例如,多晶矽、非晶矽、多晶矽GaAs及非晶矽GaAs)之一薄膜及其他塊晶(包含(但不限於)石墨、MoSe2及其他過渡金屬硫族化物及釔鋇銅氧化物)。
可藉由熟習此項技術者已知的習知處理方式而形成小晶片。
較佳地,每一小晶片長達500微米(較佳地介於約15微米與250微米之間);且較佳地寬約5-50微米,更佳地為5-10微米。
轉印程序
轉印印刷中使用之印模較佳地為PDMS印模。
印模之表面可具有如下化學功能性:引起小晶片可逆地結合至印模並從施體基板上提起,或可藉由(例如)凡得瓦(van der Waals)力而結合。同樣地,轉印至最終基板後,小晶片藉由凡得瓦力及/或藉由與最終基板表面之化學功能性的交互作用而附著至最終基板,且因此印模可從晶片層離。
小晶片與顯示器整合
圖案化有驅動電路以用於定址顯示器之像素或子像素的小晶片可轉印印刷至一基板上,該基板攜帶用於將該等小晶片連接至一電源及(若需要)顯示區域外部用於程式化該等小晶片之驅動器之軌跡。
為保證精確轉印至準備好之最終基板上,可藉由熟習此項技術者已知的方式(例如藉由在基板上提供對齊標記)而對準印模及最終基板。
或者,可在轉印印刷小晶片後施加小晶片之連接軌跡。
在小晶片驅動諸如LCD或OLED顯示器之一顯示器的情況中,包括小晶片之背板較佳地塗佈有一層絕緣材料以形成其上建構顯示器之一平坦化層。顯示裝置之電極藉由形成於該平坦化層中之導電通孔而連接至小晶片之輸出。
有機LED
在顯示器係一OLED之情況中,根據本發明之裝置包括其上形成背板(未展示)之一玻璃或塑膠基板、一陽極及一陰極。在陽極與陰極之間提供電致發光層。
在一實際裝置中,該等電極之至少一者係半透明的,以使得可發光。若陽極係透明的,則其通常包括氧化銦錫。較佳地,陰極係透明的以避免以下問題:在光發射穿過陽極之情況中,自該電致發光層發射之光藉由該等小晶片及其他相關聯之驅動電路吸收。一透明陰極通常包括一層電子注入材料,該電子注入材料足夠薄以為透明。通常,此層之橫向導電率由於其厚度而將為低。在此情況中,該層電子注入材料與一較厚層透明導電材料(諸如氧化銦錫)組合使用。
應明白,一透明陰極裝置無需具有一透明陽極(當然,除非需要一完全透明裝置),且因此用於底部發光裝置之透明陽極可用一層反射材料(諸如一層鋁)取代或增補。例 如,GB 2348316中揭示透明陰極裝置之實例。
用於電致發光層之適合材料包含小分子、聚合材料及樹枝狀聚合(dendrimeric)材料或者其等之組合物。用於電致發光層之適合電致發光聚合物包含:聚(伸芳基伸乙烯基),諸如聚(對-伸苯基伸乙烯基);及聚伸芳基,諸如:聚茀,尤其係2,7-鏈結9,9-二烷基聚茀或2,7-鏈結9,9-二芳基聚茀;聚螺茀,尤其係2,7-鏈結聚9,9-螺茀;聚茚并,尤其係2,7-鏈結聚茚并;聚伸苯基,尤其係烷基或烷氧基取代之聚-1,4-伸苯基。例如,Adv.Mater.2000 12(23)1737-1750及其中引用揭示此等聚合物。用於層3之適合電致發光樹枝狀聚合物包含(例如)如WO 02/066552中揭示之帶有樹枝狀聚合基團之電致發光金屬錯合物。
可在陽極與陰極之間定位進一步層,諸如電荷傳送層、電荷注入層或電荷阻擋層。
較佳地以一囊封劑(未展示)囊封裝置以防止水分及氧氣進入。適合之囊封劑包含:(例如)如WO 01/81649中揭示之一玻璃片、具有合適障壁性質(諸如聚合物與介電質之交替堆疊)之薄膜,或例如WO 01/19142中揭示之氣密容器。可在基板與囊封劑之間安置吸氣材料,該吸氣材料係用於吸收可能滲透穿過基板或囊封劑之任何氛圍水分及/或氧氣。
熟悉此項技術者應明白,雖然本發明已描述被視為最佳模式的模式且(若適當)執行本發明之其他模式亦可行,但是本發明不應限於較佳實施例之此描述中揭示之特定組態 及方法。
10‧‧‧小晶片
11‧‧‧有機發光二極體(OLED)
12‧‧‧導線
13‧‧‧電容器
14‧‧‧電晶體
15‧‧‧接地線平面
16‧‧‧電容器驅動器線
20‧‧‧小晶片
21a‧‧‧有機發光二極體(OLED)
21b‧‧‧有機發光二極體(OLED)
21c‧‧‧有機發光二極體(OLED)
22a‧‧‧導線
22b‧‧‧導線
22c‧‧‧導線
23a‧‧‧電容器
23b‧‧‧電容器
23c‧‧‧電容器
24‧‧‧電晶體
25‧‧‧接地線平面
26a‧‧‧電容器驅動線
26b‧‧‧電容器驅動線
26c‧‧‧電容器驅動線
27a‧‧‧隔離二極體
27b‧‧‧隔離二極體
27c‧‧‧隔離二極體
31‧‧‧有機發光二極體(OLED)
32‧‧‧導線
33‧‧‧二極體
33a‧‧‧陽極
33b‧‧‧陰極
36‧‧‧電容器驅動線
37‧‧‧隔離二極體
37a‧‧‧陽極
37b‧‧‧陰極
40‧‧‧堆疊
41‧‧‧有機發光二極體半導體層
42‧‧‧第一導電層
43‧‧‧第二導電層
44‧‧‧二極體半導體層
45‧‧‧第三導電層
A‧‧‧端子
B‧‧‧端子
C‧‧‧端子
圖1展示根據本發明之一第一態樣之一OLED及一驅動電路;圖2展示根據本發明之一第二實施例之一OLED及一驅動電路;圖3展示根據本發明之一第三實施例之可在第二實施例中使用之電路配置;及圖4展示根據本發明之一第四實施例之可用於提供第三實施例之一實體結構。
10‧‧‧小晶片
11‧‧‧有機發光二極體(OLED)
12‧‧‧導線
13‧‧‧電容器
14‧‧‧電晶體
15‧‧‧接地線平面
16‧‧‧電容器驅動器線
A‧‧‧端子
B‧‧‧端子
C‧‧‧端子

Claims (17)

  1. 一種用於一有機發光二極體「OLED」元件之驅動電路,該驅動電路包括:一電容器,其具有一第一端子及一第二端子,該第二端子連接至該OLED元件;一電壓源,其經調適以選擇性地提供低於該OLED元件之開啟電壓之一控制電壓VP給該電容器之該第二端子;及一電壓方波信號源,其經調適以提供在一高電壓VH與一低電壓VL之間交替之一方波電壓信號給該電容器之該第一端子;其中當提供給該電容器之該第一端子之該方波電壓信號在該低電壓VL處時,該電壓源提供該控制電壓VP給該電容器之該第二端子;及當提供給該電容器之該第一端子之該方波電壓信號在該高電壓VH處時,該電容器之該第二端子處之電壓高於該OLED元件之該開啟電壓使得該OLED元件發光。
  2. 如請求項1之驅動電路,其中該電壓源係一電晶體。
  3. 如請求項1或2之驅動電路,其中該電壓源係一小晶片。
  4. 如任何先前請求項之驅動電路,其中當提供給該電晶體之該第一端子之方波電壓信號增加至該高電壓VH時,該電容器之該第二端子處之電壓增加至VP+k(VH-VL)之一電壓,其中k係小於1之一常數。
  5. 如任何先前請求項之驅動電路,其中在該電容器之該第 二端子之電壓增加至高於該OLED元件之該開啟電壓之一電壓之後,該電路經配置以容許該電容器透過該OLED元件放電直到該電容器之該第二端子之電壓在提供給該電容器之該第一端子之該方波電壓信號減小至該低電壓VL之前達到該OLED元件之該開啟電壓。
  6. 如任何先前請求項之驅動電路,其中在該電壓源提供該控制信號之後,該電路經配置以容許該電容器充電直到該電容器之該第二端子之電壓在提供給該電容器之該第一端子之該方波電壓信號增加至該高電壓VH之前達到該控制電壓VP
  7. 如任何先前請求項之驅動電路,其中該電壓方波信號源經調適以提供在該高電壓VH處及該低電壓VL處耗時相等之一方波電壓信號。
  8. 如請求項1至7中任一項之驅動電路,其中該電壓方波信號源經調適以提供在該高電壓VH處及該低電壓VL處耗時不同之一方波電壓信號。
  9. 如任何先前請求項之驅動複數個OLED元件之驅動電路,該驅動電路包括:複數個電容器,每一電容器具有一第一端子及一第二端子,每一電容器之該第二端子連接至一各自OLED元件;複數個電壓方波源,其等經調適以提供複數個方波電壓信號,每一電壓方波源提供在一高電壓VH與一低電壓VL之間交替之一各自方波電壓信號給該複數個電容器之 一各自者之第一端子,該複數個電壓方波源經調適使得該複數個方波電壓信號非同相;當提供給該電容器之該第一端子之該方波電壓信號在該低電壓VL處時,該電壓源經調適以選擇性地提供一控制電壓VP給每一電容器之各自第二端子。
  10. 如請求項9之驅動電路,其中當提供給該電容器之該第一端子之該方波電壓信號在該低電壓VL處且提供給該複數個電容器之其他電容器之第一端子之該等方波電壓信號在該高電壓VH處時,該電壓源經調適以選擇性地提供一控制電壓VP給每一電容器之各自第二端子。
  11. 如請求項9或10之驅動電路且其進一步包括複數個隔離二極體,每一隔離二極體經配置以使該複數個電容器之一者之第一端子處之一高電壓與該電壓源隔離。
  12. 如任何先前請求項之驅動電路,其中該電容器包括經配置以始終處於反向偏壓之二極體。
  13. 如請求項12之驅動電路,其中每一該電容器包括與各自OLED形成為一單一堆疊之二極體。
  14. 如請求項13之驅動電路,其中該堆疊進一步包括一隔離二極體。
  15. 如任何先前請求項之驅動電路,其中該驅動電路包括a-Si或LTPS。
  16. 一種OLED顯示器之背板,其包括:如任何先前請求項之複數個驅動電路。
  17. 一種主動矩陣顯示器,其包括: 如請求項16之一背板;及複數個OLED元件。
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