TW595028B - Display unit of the active matrix organic light emitting diode - Google Patents

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TW595028B TW092122813A TW92122813A TW595028B TW 595028 B TW595028 B TW 595028B TW 092122813 A TW092122813 A TW 092122813A TW 92122813 A TW92122813 A TW 92122813A TW 595028 B TW595028 B TW 595028B
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Hsin-Hung Lee
Tiao-Hung Hsiao
Yun-Sheng Chen
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Au Optronics Corp
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Description

595028 五、發明說明（1) * 發明所屬之技術領域 本發明是有關於一種顯示器之顯示單元，且特別是有 關於一種主動式矩陣驅動有機發光顯示器之顯示單元。 先前技術 在有機電激發光的技術被發展出來之後，有機電激發 光顯示器初期階段均以低階的被動式驅動（P a s s i v e Drive )為主，爾後則朝向高階的主動式驅動（A c t i v e D r i v e )有機電激發光顯示器之方向發展。主動式驅動有 機電激發光顯示器的產生是因為被動式驅動元件的發光效 率和使用壽命會隨著顯示器尺寸和解析度的增加而大幅度 地降低^這是與主動式驅動的薄膜電晶體液晶顯不 (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display ，簡 稱TFT-LCD )不相同的地方。主動式驅動的TFT-LCD因液晶 受電壓值的控制而決定其色彩灰階（G r a y )，其陣列式電 路内一個晝像素只含有一個薄膜電晶體和一個電容，而薄 膜電晶體的功能在於開關作用，因而對陣列電路内各薄膜 電晶體特性均句的要求較不嚴；但主動式驅動的有機發光 二極體之發光顯示面板（Organic Light Emitting Diode，簡稱OLED )，則因有機發光二極體之發光顯示面 板是電流驅動的屬性，其色彩灰階的均勻性直接地影響到 面板的均句度，此乃因為低溫多晶矽薄膜電晶體技術中之 雷射退火製程不易掌控到全面均勻性。 請參考第3圖，其繪示習知一種主動式矩陣驅動有機 發光顯示器之顯示單元之電路圖。在第3圖中，主動式矩
10932twf.ptd 第5頁 595028 五、發明說明（2) • · ··'··_. ^ ..... ..... 陣驅動有機發光顯示器之顯示單元3 〇 〇包括有第一電晶體 310、第二電晶體320與有機發光二極體330。其中，第一 電晶體3 1 0與第二電晶體3 2 0為P型低溫多晶矽薄膜電晶體 (LTPS-TFT )或N型低溫多晶矽薄膜電晶體或 Si薄膜電晶 體。 習知之主動式矩陣驅動有機發光顯示器之顯示單元 3 〇 〇其動作為第一電晶體3 1 0接收到閘極驅動電路傳來之定 址信號後，即根據定址信號決定是否導通第一電晶體 3 1 0。當第一電晶體3 1 0被導通後，顯示信號才得以經第一 電晶體3 1 0傳送至第二電晶體3 2 0之閘極。而第二電晶體 3 2 0之閘極接收到顯示信號後，即導通第二電晶體3 2 0 ，並 使得電源能供給電流。此時，有機發光二極體3 3 0則在接 收到第二電晶體3 2 0傳來之汲極電流後發光。 在上述之三種薄膜電晶體中，習知之P型低溫多晶矽 薄膜電晶體因其臨界電壓值較高，而使得P型低溫多晶矽 薄膜電晶體在操作時即需要較高之閘-源電壓，使得P型低 溫多晶矽薄膜電晶體之電子或電洞受到高閘-源電壓之影 響，而撞擊S i - Η鍵結，而產生所謂的懸空鍵，進而使得供 給至有機發光二極體3 3 0之汲極電流在經過一段時間後衰 退幅度很大，造成有機發光二極體3 3 0之亮度降低。 請接著參考第4圖，其繪示習知一種主動式矩陣驅動 有機發光顯示器之顯示單元之薄膜電晶體之常規化後之汲 極電流-電流供給時間之曲線圖。在第4圖中，縱座標所示 為經常規化後之Ρ型低溫多晶矽薄膜電晶體之汲極電流
10932twf.ptd 第6頁 595028 五、發明說明（3) (汲極電流之初始值為2微安培）。由第4圖所知，P型低 溫多晶矽薄膜電晶體在經過1 2 0 0小時之使用時間後，其汲 極電流之值僅約為初始汲極電流的6 0 %，其衰退之幅度相 當大，而汲極電流的下降也代表了有機發光二極體之亮度 亦隨之下降。 綜合以上所述，習知之主動式矩陣驅動有機發光顯示 器之顯示單元因使用臨界電壓值較高之P型低溫多晶矽薄 膜電晶體，造成在使用一段時間後，有機發光二極體之發 光亮度即會因汲極電流值的下降，而降低其亮度。 發明内容 因此本發明的目的就是在提供一種主動式矩陣驅動有 機發光顯示器之顯示單元，其在於降低P型低溫多晶矽薄 膜電晶體之臨界電壓，以使操作時之閘-源電壓得以降 低，進而使穩定供給汲極電流之時間能延長，以避免有機 發光二極體在使用一段不長的時間後即降低其亮度。 本發明提出一種主動式矩陣驅動有機發光顯示器之顯 示單元，此顯示單元包括第一電晶體、第二電晶體以及 有機發光二極體。 依照本發明的較佳實施例所述，上述之第一電晶體係 根據由其閘極所接收之第一驅動信號，以決定是否導通第 二信號。其中，第一電晶體為P型之低溫多晶矽薄膜電晶 體，且第一電晶體之臨界電壓之絕對值係介於2伏特到5伏 特之間。 依照本發明的較佳實施例所述，上述之第二電晶體係
__ I η I 1Β1 1 Β·ι ___ 1 ΒΙ II 1 I KBII 10932twf.ptd 第7頁 595028 五、發明說明（4) 由其閘極接收第一電晶體導通後傳來之第二信號，並根據 此第二信號決定是否導通第二電晶體所耦接之電源。其 中，第二電晶體為P型之低溫多晶矽薄膜電晶體，且第二 電晶體之臨界電壓之絕對值係介於2伏特到5伏特之間。 依照本發明的較佳實施例所述，上述之有機發光二極 體係在第二信號導通第二電晶體之後，接收由第二電晶體 所導通之電源而發光。 本發明採用臨界電壓值較低之P型之低溫多晶矽薄膜 電晶體，所以在要求同樣之汲極電流下，可隨較低之臨界 電壓值而減少操作時所需之閘-源電壓，進而增加供給較 穩定電流值之汲極電流的時間，以使有機發光二極體長時 間能保持其亮度。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 實施方式： 請參照第1圖，其繪示繪示依照本發明一較佳實施例 的一種主動式矩陣驅動有機發光顯示器之顯示單元之電路 圖。在第1圖中，此主動式矩陣驅動有機發光顯示器之顯 示單元1 0 0包括有第一電晶體1 1 0、第二電晶體1 2 0以及發 光二極體1 3 0，這三者之耦接關係為，第一電晶體1 1 〇分別 耦接至第一驅動信號、第二信號第二電晶體1 2 0之閘極， 而第二電晶體1 2 0則耦接至電源與發光二極體1 3 0之輸入 端，發光二極體1 3 0則耦接至接地端。
10932twf.ptd 第8頁 595028 五、發明說明（5) 其中，如熟悉此技藝者可輕易知曉，第一電晶體1 1 0 可以是P型低溫多晶矽薄膜電晶體，第二電晶體可以是P型 低溫多晶矽薄膜電晶體。且第一驅動信號可以是由閘極驅 動電路（未繪示）所發出之定址信號（順次掃描信號）， 第二信號可以是由資料驅動電路（未繪示）所發出之顯示 信號（類比階調信號），但不以此為限。 在本實施例中，此主動式矩陣驅動有機發光顯示器之 顯示單元1 0 0之動作為當第一電晶體1 1 0接收到第一驅動信 號時，即根據第一驅動信號決定是否導通第一電晶體 1 1 0。當第一驅動信號導通第一電晶體1 1 0後，第二信號才 得以被傳送至第二電晶體1 2 0之閘極。第二電晶體1 2 0接著 被導通，因此第二電晶體1 2 0所耦接之電源得以供給至發 光二極體1 3 0之輸入端，並使得發光二極體1 3 0發光。其 中，由電源所供給第二電晶體1 2 0之電流，如熟悉此技藝 者可輕易知曉，其為汲極電流（I d )，而汲極電流之大小 可由以下公式求出： 其中，C i為每單位面積的閘極電容，W為電晶體通道之寬 度，L為電晶體通道之長度，駕偎q子移動率，V g s為閘-源 電壓，V t h為臨界電壓。 在以上所述之公式中，可以清楚知道影響汲極電流I d 之因素很多，如電晶體通道之寬度W、電晶體通道之長度 L、閘-源電壓V g s或臨界電壓V t h等。在習知之各家薄膜電 晶體廠商，其均為研究如何在製程中改變電晶體通道之寬 度或長度，以彌補汲極電流I d之下降。然而，本發明與習
10932twf.ptd 第9頁 595028 五、發明說明（6) 知之不同處為降低（Vgs- Vth)2之臨界電壓值，使得操 作時之閘-源電壓亦可隨之降低，減少了電子或電洞撞擊 S i - Η鍵結之機率，避免造成懸空鍵。因此，當所需之汲極 電流為固定，且臨界電壓越小時，則操作時所需之閘-源 電壓也越小。因此，在本實施例中，第一電晶體1 1 0與第 二電晶體1 2 0之臨界電壓值之絕對值則為介於2伏特到5伏 特之間且更可介於2 · 5伏特到3 . 5伏特之間。 在本發明之較佳實施例中，臨界電壓的下降可以降低 第二電晶體1 2 0内之電子或電洞所受之閘-源電壓的影響， 而使得第二電晶體1 2 0能供給較穩定電流值之汲極電流給 有機發光二極體1 3 0，使得發光二極體1 3 0得以長時間的保 持其亮度。 請繼續參考第2圖，其繪示依照本發明一較佳實施例 的一種主動式矩陣驅動有機發光顯示器之薄膜電晶體之常 規化後之汲極電流-電流供給時間曲線圖。在第2圖中，縱 向座標為常規化後之汲極電流，橫向座標為電流供給時 間，且#所連成之曲線為Ρ型低溫多晶矽薄膜電晶體之臨 界電壓值為-5. 1 7伏特，為所連成之曲線為Ρ型低溫多晶 矽薄膜電晶體之臨界電壓值為-3 · 3 3伏特，△所連成之曲 線為Ρ型低溫多晶矽薄膜電晶體之臨界電壓值為-2 · 4 1伏 特。其中，ρ型低溫多晶矽薄膜電晶體之所施加之閘極電 壓為-1 5伏特，汲極電壓為-1 2伏特，調整各自之源極電壓 為-2 · 8 3伏特、-4 . 6 3伏特與-6 · 4 2伏特，以使得三個Ρ型低 溫多晶矽薄膜電晶體之初始之汲極電流均為1 0 0微安培，
10932twf.ptd 第10頁 595028 五、發明說明（7) 在第2圖中所示則為經常規化後之汲極電流。此量測時間 為1 0 0 0秒，且每隔2 0 0秒即測量一次各自之汲極電流之數 值。 在本實施例中，可發現臨界電壓值越低之P型低溫多 晶矽薄膜電晶體在經過1 0 0 0秒之使用後，其汲極電流衰退 之幅度越小，換言之則為此種臨界電壓值較低之P型低溫 多晶矽薄膜電晶體，因其臨界電壓值較低，使得操作時之 閘-源電壓亦可隨之降低，減少了電子或電洞撞擊s i -H鍵 結之機率，避免造成懸空鍵。因此，此種臨界電壓值較低 之P型低溫多晶矽薄膜電晶體能提供較穩定電流值之汲極 電流給有機發光二極體。 綜合以上所述，本發明之主動式矩陣驅動有機發光顯 示器之顯示單元，因使用臨界電壓值較低之P型低溫多晶 矽薄膜電晶體，可使得有機發光二極體所接收到之汲極電 流值較為穩定，因此可使得有機發光二極體可長時間維持 其亮度。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
I0932twf.ptd 第11頁 595028 圖式簡單說明 第1圖繪示依照本發明一較佳實施例的一種主動式矩 陣驅動有機發光顯示器之顯示單元之電路圖。 第2圖繪示依照本發明一較佳實施例的一種主動式矩 陣驅動有機發光顯示器之薄膜電晶體之常規化後之汲極電 流-電流供給時間曲線圖。 第3圖係習知一種主動式矩陣驅動有機發光顯示器之 顯示單元之電路圖。 第4圖係習知一種主動式矩陣驅動有機發光顯示器之 顯示單元之薄膜電晶體之常規化後之汲極電流-電流供給 時間之曲線圖。 圖式標記說明： 1 0 0，3 0 0 :主動式矩陣驅動有機發光顯示器之顯示單 元 1 1 0 ，3 1 0 :第一電晶體 1 2 0 ，3 2 0 :第二電晶體 1 3 0，3 3 0 :有機發光二極體
10932twf.ptd 第12頁

Claims (1)

  1. 595028 六、申請專利範圍 1 · 一種主動式矩陣驅動有機發光顯示器之顯示單元， 包括： 一第一電晶體，根據由閘極所接收之一第一驅動信號 決定是否導通一第二信號； 一第二電晶體，由閘極接收該第二信號，並根據該第 二信號決定是否導通一電源；以及 一有機發光二極體，接收由該第二電晶體所導通之電 源而發光； 其中，該第二電晶體為P型電晶體，且該第二電晶體 之臨界電壓之絕對值係介於2伏特到5伏特之間。 2. 如申請專利範圍第1項所述之主動式矩陣驅動有機 發光顯示器之顯示單元，其中該第二電晶體之臨界電壓之 絕對值係介於2 . 5伏特到3 . 5伏特之間。 3. 如申請專利範圍第1項所述之主動式矩陣驅動有機 發光顯示器之顯示單元，其中該第一電晶體為P型電晶 體，且該第一電晶體之臨界電壓之絕對值係介於2伏特到5 伏特之間。 4. 如申請專利範圍第3項所述之主動式矩陣驅動有機 發光顯示器之顯示單元，其中該第一電晶體之臨界電壓之 絕對值係介於2 . 5伏特到3 . 5伏特之間。
    10932twf.ptd 第13頁
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