ПОДЛОЖКА С АКТИВНОЙ МАТРИЦЕЙ И ОРГАНИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЕ УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК H01L27/32 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к подложке с активной матрицей и органическому электролюминесцентному (ЭЛ) устройству отображения. Настоящее изобретение, в частности, относится к подложке с активной матрицей, применимой для устройств отображения, которые оснащены управляемыми током светоизлучающими элементами, такими как органические ЭЛ элементы, и к содержащим их ЭЛ устройствам отображения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Существуют два режима управления ЭЛ устройствами отображения, а именно, режим пассивной матрицы и режим активной матицы. Среди режимов управления режим активной матрицы является основным режимом. Такая тенденция особенно заметна в области крупноформатных устройств отображения.

[0003] Как правило, каждый из пикселей в органических ЭЛ устройствах отображения с активной матрицей, для каждого органического ЭЛ элемента, имеет переключающий транзистор для передачи информационных сигналов и управляющий транзистор для управления органическим ЭЛ элементом в ответ на каждый информационный сигнал, передаваемый переключающим транзистором (например, см. Патентный документ 1). Возникает паразитная емкость между этими частями, расположенными на каждом пикселе, и слоями межсоединений, такими как линия сканирования и сигнальная линия. Для того чтобы устранять нарушение отображения, называемое перекрестное затухание и возникающее из-за этой паразитной емкости, раскрыт способ, в котором структура электрического поля расположена так, чтобы служить в качестве защиты от электрического поля для линии сканирования и сигнальной линии (например, см. Патентный документ 2).

[0004] Если управляющими транзисторами соответствующих пикселей управляет одно и то же напряжение затвора, даже если управляющие транзисторы соответствующих пикселей имеют различные пороговые напряжения, значения тока, подаваемого от управляющих транзисторов на органические ЭЛ элементы, изменяются, приводя к неравномерному отображению. Для решения этой проблемы известны способы, в которых представление градации площади или представление градации временного разделения выполняется на основе управления с цифровой градацией. В случае управления с аналоговой градацией раскрыт способ, в котором обнаруживают изменения пороговых напряжений управляющих транзисторов, и в каждом пикселе формируют так называемую схему компенсации, которая компенсирует упомянутые изменения (например, см. Патентный документ 3).

[0005] Патентный документ 1: JP 2006-47999 A

Патентный документ 2: JP 2006-30635 A

Патентный документ 3: JP 2005-31630 A

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Фиг.8 представляет собой электрическую схему, изображающую пиксель обыкновенного органического ЭЛ устройства отображения, имеющего схему компенсации. Этот пиксель имеет шесть транзисторов (Т1-Т6), два конденсатора (С1 и С2) и один органический ЭЛ элемент OLED. На фиг.8 scan[n-1] и scan[n] означают на [n-1]-ю и [n]-ю линии сканирования соответственно; Vini[n] означает [n]-ю линию установки напряжения; а em[n] означает [n]-ю линию управления световым излучением. Транзистор Т1 вызывает сброс информационных сигналов, хранящихся в конденсаторах С1 и С2, через линию Vini[n] установки напряжения в ответ на сигнал сканирования, вводимые с линии сканирования scan[n-1], и тем самым устанавливает напряжение затвора транзистора Т4. Транзистор Т2 компенсирует погрешность в пороговом напряжение транзисторов Т4. Транзистор Т3 включает/выключает информационные сигналы, вводимые с сигнальной линии data, в ответ на сигналы сканирования, вводимые с линии сканирования scan[n]. Транзистор Т4 определяет силу тока для подачи тока на органический ЭЛ элемент OLED в ответ на информационные сигналы, вводимые через транзистор Т3. Транзистор Т5 включает/выключает ток, подаваемый с линии ELVDD источника питания на транзистор Т4 в ответ на сигналы светового излучения, вводимые с линии управления световым излучением em[n]. Транзистор Т6 включает/выключает ток, подаваемый с транзистора Т4 на органический ЭЛ элемент OLED в ответ на сигналы светового излучения, подаваемые с линии управления световым излучением em[n]. Конденсатор С1 сохраняет напряжение затвора, вводимое на транзистор Т4. Конденсатор С2 содействует конденсатору С1. Органический ЭЛ элемент OLED излучает свет в ответ на ток, подаваемый с транзистора Т4. Анод органического ЭЛ элемента OLED связан со стоком транзистора Т6, а катод органического ЭЛ элемента OLED связан с линией ELVSS источника питания.

[0007] Далее взаимное расположение соответствующих компонентов пикселя, показанного на электрической схеме по фиг.8, будет описано со ссылкой на фиг.9 и 10. Фиг.9 представляет собой схематический вид сверху, изображающий пиксель существующего органического ЭЛ устройства отображения, имеющего схему компенсации. Фиг.10 представляет собой схематический вид в поперечном сечении вдоль линии Х1-Х2 на фиг.9.

[0008] Линии сканирования scan[n-1], scan[n] и scan[n+1], линия управления световым излучением em[n] и линия Vini установки напряжения образованы в одном и том же слое (первый слой межсоединений), и они простираются в поперечном направлении на фиг.9. В настоящем описании состояние, в котором слой А и слой В находятся в одном и том же слое, означает, что по меньшей мере слой А и слой В находятся в контакте с одним и тем же нижним слоем, или слой А и слой В находятся в контакте с одним и тем же верхним слоем. Далее, сигнальная линия data выполнена во втором слое межсоединений, и она простирается в продольном направлении на фиг.9. Кроме того, электрод 102 затвора транзистора Т4 и линия ELVDD источника питания выполнены как в первом слое межсоединений, так и во втором слое межсоединений через контактное окно, и они переходят из первого слоя межсоединений во второй слой межсоединений в части, перекрывающей такие компоненты, как линии сканирования, расположенные в первом слое межсоединений. На фиг 10 показана только часть, образованная во втором слое межсоединений электрода 102 затвора. Первый слой межсоединений расположен в качестве слоя, который ближе к подложке 100, чем второй слой межсоединений.

[0009] Каждая область, определяемая линией scan[n-1] сканирования, линией scan[n+1] сканирования, линией ELVDD источника питания и сигнальной линией data, снабжена одним пиксельным электродом 103, служащим в качестве анода органического ЭЛ элемента OLED. Эта область функционирует, как один пиксель. На каждом пикселе расположены полупроводниковые слои 101 транзисторов Т1-Т6 и электрод 102 затвора транзистора Т4. Область, представленная как А, является открытой частью области пикселя, служащей в качестве области отображения органического ЭЛ устройства отображения.

[0010] Как показано на фиг.10, межслойный изолирующий слой 110, первый электрод (часть, выполненная в первом слое межсоединений линии ELVDD источника питания), межслойный изолирующий слой 111 и межслойный изолирующий слой 112 уложены друг на друга в данном порядке со стороны подложки 100. Полупроводниковый слой 101 расположен между подложкой 100 и межслойным изолирующим слоем 110. Первый электрод расположен между межслойным изолирующим слоем 110 и межслойным изолирующим слоем 111. Вторые электроды (электрод 102 затвора и часть, выполненная во втором слое межсоединений линии ELVDD источника питания) и сигнальная линия data образованы между межслойным изолирующим слоем 111 и межслойным изолирующим слоем 112. Пиксельный электрод образован на межслойном изолирующем слое 112. Краевые части пиксельного электрода 103 покрыты краевыми накладками 113. Краевые накладки 113 покрывают внешний край пиксельного электрода 103 так, чтобы предотвращать короткое замыкание между пиксельным электродом 103 и катодом (линией ELVSS источника питания), расположенным напротив пиксельного электрода 103 через органический ЭЛ слой. Часть не закрытая краевыми накладками 113 пиксельного электрода 103 функционирует в качестве области А отображения.

[0011] Фиг.11 представляет собой схематический вид сверху, изображающий принцип расположения пикселей, показанных на фиг.9. На фиг.11 изображает только пиксельные электроды 103 и электроды 102 затвора транзисторов Т4. Как показано на фиг.11, органическое ЭЛ устройство отображения имеет такую структуру, при которой множество пикселей являются выровненными.

[0012] В замечании относительно откликов между тонами в органическом ЭЛ устройстве отображения, описанном со ссылкой на фиг.8-11, кадр (один кадр имеет длительность отображения 16,7 мс) непосредственно после изменения тонов не достигает предположенной яркости, а последующие кадры достигают предположенной яркости; то есть, наблюдаются ступенчатые отклики.

[0013] Фиг.12 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую результат измерения характеристик отклика обыкновенного органического ЭЛ устройства отображения, со схемой компенсации. Фиг.12 изображает результат для случая изменения отображения с черного на белое. Как показано на фиг.12, кадр непосредственно после изменения отображения с черного на белое выдает существенно меньшую яркость, чем последующие кадры. Данный результат означает, что время отклика (время, которое требуется яркости для достижения 90% или выше от яркости, достигаемой в действительности) больше, чем длительность одного кадра. Если время отклика больше, чем длительность одного кадра, при прокручивании отображенного материала (отображении движущихся изображений) визуально наблюдаются излишние линейные картины, называемые «хвостатыми послеизображениями», которые приводят к ухудшению характеристик отображения. Таким образом, обыкновенное органическое ЭЛ устройство отображения со схемой компенсации не достигает характеристик быстрого отклика, которые органический ЭЛ элемент может достичь изначально, и, следовательно, может быть дополнительно улучшено в вышеупомянутом отношении.

[0014] Настоящее изобретение сделано для описанной выше ситуации, и задачей его является создание подложки с аналоговой управляющей градациями активной матрицей, устраняющей сокращение времени отклика управляемого током светоизлучающего элемента и органического ЭЛ устройства отображения.

[0015] Автор настоящего изобретения выполнил различные исследования по подложке с аналоговой управляющей градациями активной матрицей, устраняющей сокращение времени отклика управляемого током светоизлучающего элемента, и сосредоточил внимание на области, в которой пиксельный электрод управляемого током светоизлучающего элемента и электрод затвора транзистора (управляющего транзистора) для управления управляемым током светоизлучающим элементом перекрывают друг друга. Поскольку путь тока, подаваемого с управляющего транзистора на управляемый током светоизлучающий элемент предпочтительно является как можно более коротким, управляемый током светоизлучающий элемент и управляющий транзистор во многих случаях расположены рядом друг с другом. Кроме того, чтобы сформировать светоизлучающую область как можно большего размера, соотношение площадей пиксельного электрода, как правило, устанавливается большой. По этим причинам пиксельный электрод управляемого током светоизлучающего элемента и электрод затвора управляющего транзистора во многих случаях расположены с перекрытием и, таким образом, может возникнуть паразитная емкость. В частности, в случае пикселя, со схемой компенсации, многие компоненты расположены в пикселе, при этом расположение компонентов усложнено. Таким образом, область, в которой пиксельный электрод управляемого током светоизлучающего элемента перекрывает электрод затвора управляющего транзистора, может быть большой. В случае если схема компенсации содержит множество транзисторов, как в органическом ЭЛ устройстве отображения, показанном на фиг.8-11, пиксельный электрод управляемого током светоизлучающего элемента может покрывать весь электрод затвора управляющего транзистора. В органическом ЭЛ устройстве отображения, показанном на фиг.8-11, паразитная емкость (именуемая далее Cad) возникает между электродом затвора 102 транзистора Т4 (управляющего транзистора) и пиксельным электродом 103 (анодом) органического ЭЛ элемента OLED. Автор настоящего изобретения принял во внимание, что данная Cad вызвала ступенчатые отклики в результате измерения, показанном на фиг.12.

[0016] Чтобы подтвердить приведенные выше результаты исследований, моделирование формы волны откликов при различных Cad проводилось на органическом ЭЛ устройстве отображения, показанном на фиг.8-11. Фиг.13, 14 и 15 представляют собой диаграммы формы волны откликов токов, полученные при моделированиях, при этом Cad составляет 0, 20 и 60 фФ, соответственно.

[0017] Как показано на фиг.13-15, при Cad 0 фФ ступенчатые отклики не наблюдались, в то время как при Cad 20 или 60 фФ ступенчатые отклики наблюдались. Области, обозначенные пунктирными линиями на фиг.14 и 15, указывают на части, где возникают ступенчатые отклики. Кроме того, на диаграммах показано, что разность между значением тока первого кадра и значением тока второго кадра становится больше при увеличении Cad с 20 фФ до 60 фФ.

[0018] Исходя из результатов моделирования формы волны откликов оценивается соотношение между током, подаваемым на органический ЭЛ элемент, и Cad. Фиг.16 представляет собой диаграмму, изображающую соотношение между током, подаваемым на органический ЭЛ элемент и Cad. Фиг.16 также отражает результаты моделирования, в которых Cad устанавливается на некоторую величину за исключением 0, 20 и 60 фФ. На фиг.16 «отношение токов» на вертикальной оси означает соотношение между током первого кадра и током третьего кадра после изменения отображения с черного на белое или средний тон и является величиной, получаемой путем деления среднего значения тока первого кадра на среднее значение тока третьего кадра.

[0019] Показанные на фиг.16 результаты подтверждают, что отношение токов имеет тенденцию к уменьшению при увеличении Cad. Иными словами, увеличение Cad имеет тенденцию к побуждению в увеличению разности между током первого кадра и током третьего кадра.

[0020] Яркость органического ЭЛ элемента пропорциональна току, подаваемому с управляющего транзистора. Иными словами, отношение токов на фиг.16 равно соотношению между яркостью первого кадра и яркостью третьего кадра. Таким образом, для того чтобы сделать время отклика меньше длительности одного кадра и предотвратить появление характеристик ступенчатого отклик, требуется, чтобы отношение токов на фиг.16 было выше 0,9. Исходя из результатов, показанных на фиг.16, отношение токов превышает 0,9, возможно, при переключении отображения с черного на белое при Cad значительно ниже 20 фФ и, возможно, при переключении отображения с черного на средний тон при Cad значительно ниже 16 фФ. Однако в органическом ЭЛ устройстве отображения, показанном на фиг.8-11, отношение токов не превышает 0,9, а время отклика превышает длительность одного кадра, как показано на фиг.12.

[0021] Ниже будет описан способ управления пикселем, показанным на фиг.8, и причина возникновения ступенчатых откликов из-за Cad. Фиг.17 представляет собой временную диаграмму для первого кадра пикселя, показанного на фиг.8. На фиг.17 смещение в вертикальном направлении указывает на изменение напряжения каждого межсоединения, в то время как ход времени представлен слева направо. Фиг.17 начерчена таким образом, что одни и те же соответствующие вертикально расположенные межсоединения находятся на одной и той же горизонтальной оси времени так, чтобы напряжения межсоединений в одни и те же моменты времени было легко сравнивать. Кроме того, на фиг.17 Vgs означает напряжение затвора транзистора Т4.

[0022] В одном кадре три периода - период а установки, период b программирования и период с излучения света - содержатся в данном порядке. Соответствующие периоды будут описаны ниже.

[0023] Во-первых, в период а установки включается линия scan[n-1] сканирования, и электрический заряд (информационный сигнал), хранящийся в конденсаторах С1 и С2, сбрасывается через линию Vini[n] установки напряжения. В результате устанавливается напряжение затвора транзистора Т4.

[0024] Далее, в период b программирования включается линия scan[n] сканирования, и данные тона, введенные с информационной линии data, записываются в транзистор Т4. Тем самым компенсируется пороговое напряжение транзистора Т4. В этот момент времени напряжение затвора транзистора Т4 ниже напряжения (Vdata), вводимиго с информационной линии data, на величину, эквивалентную пороговому напряжению (Vth) транзистора Т4. Далее, электрический заряд, соответствующий напряжению затвора транзистора Т4, также сохраняется в конденсаторах С1 и С2.

[0025] Затем, в период с излучения света включается линия em[n] управления световым излучением, и ток, соответствующий напряжению затвора транзистора Т4, то есть, Vdata-Vth, подается на органический ЭЛ элемент OLED (органический светоизлучающий диод). При этом органический ЭЛ элемент OLED излучает свет.

[0026] Ниже будет описано взаимоотношение между напряжением затвора транзистора Т4 и током, подаваемым с транзистора Т4 на органический ЭЛ элемент OLED. Фиг.18 представляет собой схематический вид, изображающий характеристики тонкопленочного транзистора (TFT) Т4 (управляющего транзистора). На фиг.18 V8 (V) и V255 (V) обозначают напряжения затвора (Vgs) транзистора Т4 на 8-м тоне и 255-м тоне соответственно.

[0027] В период b программирования компенсируется пороговое напряжение транзистора Т4, и величина Vdata-Vth устанавливается равной пороговому напряжению транзистора Т4. В период с излучения света прилагается ток, соответствующий напряжению затвора транзистора Т4. Когда Vdata_1<Vdata_2, напряжение затвора (Vgs) транзистора Т4 при излучении света обозначает Vgs_1<Vgs_2. Иными словами, напряжение затвора (Vgs) транзистора Т4 увеличивается с увеличением напряжения (Vdata), вводимого с информационной линии data. В результате значение тока (Ids) становится маленьким. В характеристиках TFT, показанных на фиг.18, Vgs_1 соответствует V255 (V), а Vgs_2 соответствует V8 (V).

[0028] Ниже будет описана причина, почему Cad вызывает ступенчатые отклики. Когда линия em[n] управления световым излучением включается во время периода с излучения света на фиг.17, напряжение затвора (Vgs) транзистора Т4 возрастает на амплитуду, представленную как α. Предположительно, это вызвано самой емкостной компонентой органического ЭЛ элемента OLED. Поскольку электрический заряд пиксельного электрода органического ЭЛ элемента OLED недостаточно удален во время периода неотображения изображения (периода, в течение которого линия em[n] управления световым излучением выключена), Vgs транзистора Т4 повышается по направлению к напряжению предыдущего кадра через Cad, и напряжение затвора (Vgs) транзистора Т4 имеет значение, отличное от заданного напряжения, когда линия em[n] управления световым излучением включена.

[0029] Напротив, в последующих кадрах электрический потенциал пиксельного электрода органического ЭЛ элемента OLED является электрическим потенциалом, получаемым путем добавления повышенного (пониженного) электрического потенциала к заданному электрическому потенциалу. Таким образом, напряжение затвора (Vgs) транзистора Т4 с меньшей вероятностью подвержена влиянию предыдущего кадра, чем первого кадра после переключения тона, и имеет значение ближе к заданному напряжению затвора. В результате, первый кадр и следующий кадр после переключения тона демонстрируют характеристики ступенчатого отклика.

[0030] Поэтому для того, чтобы исключить характеристики ступенчатого отклика, необходимо, чтобы Cad была уменьшена. Автор настоящего изобретения дополнительно провел исследование по данному вопросу и выяснил следующее. То есть, расположение пиксельного электрода управляемого током светоизлучающего элемента в оптимальном положении с тем, чтобы сократить площадь, на которой пиксельный электрод перекрывает электрод затвора управляющего транзистора, или образование отверстия на пиксельном электроде управляемого током светоизлучающего элемента приводит к уменьшению Cad и, следовательно, возникновение характеристик ступенчатого отклика устранено. Таким образом, автор настоящего изобретения пришел к очевидному решению вышеуказанной проблемы и оформил настоящее изобретение.

[0031] То есть, одним аспектом настоящего изобретения является подложка с аналоговой управляющей градациями активной матрицей (именуемой далее первой подложкой с активной матрицей настоящего изобретения), содержащая множество пикселей, каждый из которых имеет управляемый током светоизлучающий элемент и управляющий транзистор, при этом управляемый током светоизлучающий элемент имеет пиксельный электрод, электрически связанный с управляющим транзистором; управляющий транзистор подает ток на управляемый током светоизлучающий элемент через пиксельный электрод; множество пикселей включает в себя первый пиксель и второй пиксель, расположенные рядом друг с другом; а электрод затвора (именуемый далее первым электродом затвора) управляющего транзистора первого пикселя расположен между пиксельным электродом (именуемым далее первым пиксельным электродом) управляемого током светоизлучающего элемента первого пикселя и пиксельным электродом (именуемым далее вторым пиксельным электродом) управляемого током светоизлучающего элемента второго пикселя на виде сверху главной поверхности подложки. Как указано в данном документе, в первой подложке с активной матрицей настоящего изобретения положение первого пиксельного электрода оптимизировано; то есть, первый пиксельный электрод расположен в положении, в котором площадь перекрытия первого электрода затвора мала. По меньшей мере часть первого электрода затвора расположена между первым пиксельным электродом и вторым пиксельным электродом на виде сверху главной поверхности подложки.

[0032] Другим аспектом настоящего изобретения является подложка с аналоговой управляющей градациями активной матрицей (именуемая далее второй подложкой с активной матрицей настоящего изобретения), содержащая множество пикселей, каждый из которых имеет управляемый током светоизлучающий элемент и управляющий транзистор, при этом управляемый током светоизлучающий элемент имеет пиксельный электрод, электрически связанный с управляющим транзистором; управляющий транзистор подает ток на управляемый током светоизлучающий элемент через пиксельный электрод; множество пикселей включает в себя первый пиксель; пиксельный электрод (именуемый далее первым пиксельным электродом) управляемого током светоизлучающего элемента первого пикселя снабжен отверстием в положении, перекрывающем электрод затвора (именуемый далее первым электродом затвора) управляющего транзистора первого пикселя. Как указано выше, вторая подложка с активной матрицей настоящего изобретения представляет собой подложку с активной матрицей, в которой отверстие выполнено на первом пиксельном электроде.

[0033] Конфигурация каждой из первой и второй подложек с активной матрицей настоящего изобретения специально не ограничивается другими компонентами, поскольку она по существу включает в себя такие компоненты. Первая подложка с активной матрицей настоящего изобретения и вторая подложка с активной матрицей настоящего изобретения могут использоваться вместе. Иными словами, в первой подложке с активной матрицей настоящего изобретения пиксельный электрод (первый пиксельный электрод) первого пикселя может иметь отверстие в положении, перекрывающем электрод затвора (первый электрод затвора) первого пикселя. В результате Cad дополнительно уменьшается.

Ниже более подробно описаны предпочтительные режимы первой и второй подложек с активной матрицей настоящего изобретения.

[0034] В одном предпочтительном режиме первой подложки с активной матрицей настоящего изобретения электрод затвора первого пикселя не перекрывает пиксельный электрод (второй пиксельный электрод) второго пикселя. При этом Cad уменьшается. Кроме того, данный предпочтительный режим позволяет предотвращать возникновение шумов сигнала и т.п., вызываемых влиянием второго пиксельного электрода на первый электрод затвора.

[0035] Если площадь пиксельного электрода выполнена большей для достижения лучшего выполнения отображения, первый электрод затвора должен перекрывать первый пиксельный электрод ввиду ограничений с точки зрения конструкции. С точки зрения более низкой Cad предпочтительно располагать первый пиксельный электрод в положении, где площадь первого электрода затвора между первым пиксельным электродом и вторым пиксельным электродом является максимальной на виде сверху главной поверхности подложки в первой подложке с активной матрицей настоящего изобретения.

[0036] В другом предпочтительном режиме первой подложки с активной матрицей настоящего изобретения первый пиксель является пикселем, сканируемым после второго пикселя, а электрод затвора первого пикселя перекрывает пиксельный электрод второго пикселя. В этом случае площадь, где первый электрод затвора перекрывает первый пиксельный электрод, является маленькой, а является Cad низкой. С другой стороны, первый электрод затвора может быть неблагоприятно подвержен влиянию второго пиксельного электрода. Тем не менее, по существу такой же сигнал, как и сигнал, вводимый на первый пиксельный электрод с точки зрения подлежащего отображению изображения, уже был введен на второй пиксельный электрод, при этом первый пиксель подлежит сканированию при следующем сканировании. Таким образом, предположительно, что влияние второго пиксельного электрода на первый электрод затвора является пренебрежимо малым. Следовательно, второй пиксельный электрод не повышает (или понижает) напряжение первого пиксельного электрода. В данном режиме первый электрод затвора может перекрывать пиксельный электрод (n-ый пиксельный электрод) управляемого током светоизлучающего элемента пикселя, отличного от второго пикселя (например, пикселя, подлежащего сканированию после первого пикселя) из числа пикселей, находящихся рядом с первым пикселем на виде сверху главной поверхности подложки. Однако n-ый пиксельный электрод оказывает большее влияние на первый электрод затвора, чем второй пиксель, и таким образом, первый электрод затвора предпочтительно не перекрывает n-ый пиксельный электрод на виде сверху главной поверхности подложки.

[0037] Чем ближе первый электрод затвора и первый пиксельный электрод, тем выше Cad. Таким образом, Cad вполне может быть высокой в том случае, когда первый электрод затвора включен в слой межсоединений непосредственно под первым пиксельным электродом. Как указано выше, настоящее изобретение особенно эффективно в случае, когда затвор электрода первого пикселя входит в слой межсоединений непосредственно под пиксельным электродом первого пикселя.

[0038] Если каждый пиксель имеет схему компенсации для компенсации изменений пороговых напряжений управляющих транзисторов, многие компоненты располагаются на каждом пикселе, и гибкость размещения в каждом пикселе является плохой. Иными словами, более сложная схема расположения в пикселе имеет тенденцию к побуждению к возрастанию площади, где первый пиксельный электрод перекрывает первый электрод затвора. Как указано выше, настоящее изобретение особенно эффективно в случае, когда каждый из множества пикселей имеет схему компенсации для компенсации изменений пороговых напряжений управляющих транзисторов соответствующих пикселей.

[0039] Как описано на фиг.9 и 10, электрод затвора (электрод 102 затвора) управляющего транзистора, как правило, выполняется как в первом слое межсоединений, так и во втором слое межсоединений через контактное окно, и электрод затвора переходит из первого слоя межсоединений во второй слой межсоединений на участке, где данный электрод перекрывает такие компоненты, как линия сканирования, выполненная в первом слое межсоединений. Если схема компенсации включает в себя множество транзисторов, как в органическом ЭЛ устройстве отображения, показанном на фиг.8-11, схема расположения пикселей усложняется, и, таким образом, электрод 102 затвора, скорее всего, перекроет такие компоненты, как линия сканирования, выполненная в первом слое межсоединений. В этом случае площадь участка, выполненного во втором слое межсоединений (слое межсоединений непосредственно под пиксельным электродом 103) электрода 102 затвора является большой, и Cad имеет тенденцию к повышению. Однако настоящее изобретение способно понизить Cad, и, таким образом, проблемы в рассмотренных выше режимах могут быть эффективно решены. Иными словами, настоящее изобретение особенно эффективно в случае, когда схема компенсации включает в себя множество транзисторов.

[0040] Еще одним аспектом настоящего изобретения является органическое ЭЛ устройство отображения, содержащее первую или вторую подложку с активной матрицей настоящего изобретения, при этом управляемый током светоизлучающий элемент каждого из множества пикселей является органическим ЭЛ элементом; а пиксельный электрод управляемого током светоизлучающего элемента каждого из множества пикселей является анодом или катодом органического ЭЛ элемента. В первой или второй подложке с активной матрицей настоящего изобретения Cad является маленькой, и возникновение характеристик ступенчатого отклика устранено. Таким образом, может быть достигнуто органическое ЭЛ устройство отображение, имеющее превосходное выполнение отображения.

[0041] Вышеупомянутые режимы могут использоваться в соответствующем сочетании до тех пор, пока такое сочетание не выходит за пределы сущности настоящего изобретения.

ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0042] В соответствии с настоящим изобретением, могут быть обеспечены подложка с активной матрицей и органическое ЭЛ устройство отображение, в которых устранено снижение скорости отклика управляемого током светоизлучающего элемента.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0043]

Фиг.1 представляет собой схематический вид сверху, изображающий пиксели органического ЭЛ устройства отображения Варианта 1 осуществления.

Фиг.2 представляет собой схематический вид сверху, изображающий пиксели органического ЭЛ устройства отображения Варианта 2 осуществления.

Фиг.3 представляет собой схематический вид сверху, изображающий пиксели другого органического ЭЛ устройства отображения Варианта 2 осуществления.

Фиг.4 представляет собой схематический вид сверху, изображающий пиксели органического ЭЛ устройства отображения Варианта 3 осуществления.

Фиг.5 представляет собой вид, на котором дополнительно иллюстрируются краевые накладки на фиг.1.

Фиг.6 представляет собой вид, на котором дополнительно иллюстрируются краевые накладки на фиг.2.

Фиг.7 представляет собой вид, на котором дополнительно иллюстрируются краевые накладки на фиг.4.

Фиг.8 представляет собой электрическую схему пикселя обыкновенного органического ЭЛ устройства отображения, содержащего схему компенсации.

Фиг.9 представляет собой схематический вид сверху, изображающий пиксель существующего органического ЭЛ устройства отображения, содержащего схему компенсации.

Фиг.10 представляет собой схематический вид в поперечном сечении вдоль линии Х1-Х2 на фиг.9.

Фиг.11 представляет собой схематический вид сверху, изображающий принцип расположения пикселей, показанных на фиг.9.

Фиг.12 представляет собой диаграмму, изображающую результат измерения характеристик отклика обыкновенного органического ЭЛ устройства отображения, содержащего схему компенсации.

Фиг.13 представляет собой диаграмму, изображающую форму волны отклика тока, полученную при моделировании формы волны отклика при Cad 0 фФ.

Фиг.14 представляет собой диаграмму, изображающую форму волны отклика для тока, полученную при моделировании формы волны отклика при Cad 20 фФ.

Фиг.15 представляет собой диаграмму, изображающую форму волны отклика для тока, полученную при моделировании формы волны отклика при Cad 60 фФ.

Фиг.16 представляет собой диаграмму, изображающую соотношение между током, поданным на органический ЭЛ элемент, и Cad.

Фиг.17 представляет собой временную диаграмму первого кадра пикселя, показанного на фиг.8.

Фиг.18 представляет собой схематический вид, изображающий характеристики тонкопленочного транзистора (TFT) Т4 (управляющего транзистора).

СПОСОБЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0044] Термин «пиксельный электрод» в настоящем описании означает электрод, электрически связанный с электродом стока управляющего транзистора из числа электродов управляемого током светоизлучающего элемента. В случае органического ЭЛ элемента пиксельный электрод может быть анодом или может быть катодом.

[0045] Термин «управляемый током светоизлучающий элемент» в настоящем описании означает любой элемент, являющийся самосветящимся в зависимости от подаваемого тока, и не является специально ограниченным. Примеры таких элементов, особенно эффективно используемых в настоящем изобретении, включают в себя плоские управляемые током светоизлучающие элементы, такие как органические ЭЛ элементы и неорганические ЭЛ элементы.

[0046] Термин «слой межсоединений непосредственно под пиксельным электродом» в настоящем описании означает первый слой межсоединений от пиксельного электрода из числа слоев межсоединений, которые расположены ближе к подложке, чем пиксельный электрод. Как правило, между пиксельным электродом и слоем межсоединений расположен межслойный изолирующий слой. Таким образом, «слой межсоединений непосредственно под пиксельным электродом» также именуется «слоем межсоединений, находящимся рядом с пиксельным электродом через межслойный изолирующий слой».

[0047] В приведенных ниже вариантах осуществления настоящее изобретение описывается более подробно со ссылкой на чертежи, но не ограничено этими вариантами осуществления. Для упрощения описания приведенные ниже варианты осуществления будут описаны применительно к случаю, в котором настоящее изобретение применяется к органическому ЭЛ устройству отображения, показанному на фиг.8-11.

[0048] (Вариант 1 осуществления)

Фиг.1 представляет собой схематический вид сверху, изображающий пиксели органического ЭЛ устройства отображения Варианта 1 осуществления. Органическое ЭЛ устройство отображения Варианта 1 осуществления является устройством, создаваемым путем формирования отверстия внутри пиксельного электрода 103 органического ЭЛ устройства отображения, показанного на фиг.8-11.

[0049] Как показано на фиг.1, в органическом ЭЛ устройстве отображения Варианта 1 осуществления отверстие образовано внутри пиксельного электрода 103 в положении, перекрывающем электрод 102 затвора. Кроме того, данное отверстие имеет ту же форму при рассмотрении сверху, что и электрод 102 затвора. Таким образом, пиксельный электрод 103 и электрод затвора 102 не перекрывают друг друга, так что Cad является низкой и как можно более близкой к нулю. В результате устранено возникновение ступенчатых откликов, и может быть достигнуто органическое ЭЛ устройство отображения, имеющее превосходное выполнение отображения.

[0050] (Вариант 2 осуществления)

Фиг.2 представляет собой схематический вид сверху, изображающий пиксели органического ЭЛ устройства отображения Варианта 2 осуществления. Органическое ЭЛ устройство отображения Варианта 2 осуществления является устройством, в котором положение пиксельного электрода 103 отличается от положения пиксельного электрода 103 в органическом ЭЛ устройстве отображения по фиг.8-11. На фиг.2 каждый из пиксельных электродов 103а, 103b и 103с является компонентом, имеющим ту же функцию, что и пиксельный электрод 103, описанный со ссылкой на чертежи, такие как фиг.1. Им присвоены различные символы, чтобы проиллюстрировать, что они расположены на различных пикселях. Пиксельный электрод 103а расположен на пикселе, где расположен электрод 102 затвора. Пиксельный электрод 103b расположен на пикселе вертикально рядом с пикселем, где расположен пиксельный электрод 103а на фиг.2. Пиксельный электрод 103с расположен на пикселе в перпендикулярно рядом с пикселем, где расположен пиксельный электрод 103а на фиг.2.

[0051] Как показано на фиг.2, электрод 102 затвора расположен между пиксельными электродами 103а и 103b и между пиксельными электродами 103а и 103с на виде сверху главной поверхности подложки. Таким образом, Cad является низкой, и возникновение характеристик ступенчатого отклика устранено. Кроме того, электрод 102 затвора не перекрывает пиксельные электроды 103b и 103с. Таким образом, электрод 102 затвора не подвержен влиянию пиксельных электродов 103b и 103с, и проблемы, такие как возникновение шумов сигнала, предотвращаются.

[0052] Форма электрода 102 затвора может отличаться от формы при рассмотрении сверху, показанной на фиг.2. Фиг.3 представляет собой схематический вид сверху, изображающий пиксели другого органического ЭЛ устройства отображения Варианта 2 осуществления. Как показано на фиг.3, электрод 102 затвора предпочтительно расположен так, чтобы краевые участки электрода 102 затвора соответствовали краевым участкам пиксельных электродов 103b и 103с на виде сверху главной поверхности подложки в случае, если электрод 102 затвора имеет форму при рассмотрении сверху, показанную на фиг.3. Таким образом, достигается лучший эффект снижения Cad.

[0053] (Вариант 3 осуществления)

Фиг.4 представляет собой схематический вид сверху, изображающий пиксели органического ЭЛ устройства отображения Варианта 3 осуществления. Органическое ЭЛ устройство отображения Варианта 3 осуществления является устройством, в котором положение пиксельного электрода 103 отличается от положения в органическом ЭЛ устройстве отображения фиг.8-11. На фиг.4 пиксельные электроды 103а, 103b и 103с имеют то же соотношение, что и в Варианте 2 осуществления, описанном со ссылкой на фиг.2. В органическом ЭЛ устройстве отображения Варианта 3 осуществления пиксель с расположенным на нем пиксельным электродом 103b подлежит сканированию перед пикселем с расположенным на нем пиксельным электродом 103а.

[0054] Как показано на фиг.4, электрод 102 затвора расположен между пиксельными электродами 103а и 103b и между пиксельными электродами 103а и 103с на виде сверху главной поверхности подложки. При этом Cad ниже, и возникновение характеристик ступенчатого отклика устранено.

[0055] В варианте 3 осуществления электрод 102 затвора может быть проблемно подвержен влиянию пиксельного электрода 103b, поскольку электрод 102 затвора перекрывает пиксельный электрод 103b. Тем не менее, поскольку пиксель (второй пиксель) с расположенным на нем пиксельным электродом 103b подлежит сканированию непосредственно перед пикселем (первым пикселем) с расположенным на нем пиксельным электродом 103а, по существу такой же сигнал, как и сигнал, который должен вводиться в пиксельный электрод 103а с точки зрения отображаемого изображения, уже был введен в пиксельный электрод 103b, при этом первый пиксель подлежит сканированию при следующем сканировании. Таким образом, предположительно влияние пиксельного электрода 103b на электрод 102 затвора является пренебрежимо малым. Следовательно, напряжение пиксельного электрода 103а не повышается (или понижается) пиксельным электродом 103b.

[0056] Выше настоящие варианты осуществления описаны со ссылкой на фиг.1-4, на которых для упрощения понимания особенностей соответствующих настоящих вариантов осуществления иллюстрируются только электрод 102 затвора и пиксельный электрод 103 (пиксельные электроды 103а, 103b и 103с). Кроме того, каждое из органических ЭЛ устройств отображения соответствующих вариантов осуществления содержит краевые накладки аналогично органическому ЭЛ устройству отображения, показанному на фиг.9 и фиг.10. Фиг.5 представляет собой вид, на котором дополнительно иллюстрируются краевые накладки на фиг.1. Фиг.6 представляет собой вид, на котором дополнительно иллюстрируются краевые накладки на фиг.2. Фиг.7 представляет собой вид, на котором дополнительно иллюстрируются краевые накладки на фиг.4. На фиг.5-7 области, на которых не образованы краевые накладки, функционируют в качестве областей А отображения.

[0057] Как показано на фиг.5, в органическом ЭЛ устройстве отображения Варианта 1 осуществления отверстие образовано внутри пиксельного электрода 103, а область, на которой пиксельный электрод 103 не образован, находится внутри области А отображения. Таким образом, площадь (относительное отверстие) области А отображения значительно меньше. При этом в режиме, показанном на фиг.5, отверстие выполнено так, чтобы максимизировать эффект снижения Cad, и отверстие внутри пиксельного электрода 103 может быть меньше, чем электрод 102 затвора. Таким образом, уменьшение относительного отверстия может быть устранено, хотя эффект снижения Cad также устранен. Как ясно из приведенного выше описания, в органическом ЭЛ устройстве отображения Варианта 1 осуществления эффект снижения Cad и относительное отверстие находятся в компромиссном соотношении.

[0058] С другой стороны, как показано на фиг.6 и 7, в органических ЭЛ устройствах отображения Вариантов 2 и 3 осуществления не образовано отверстие внутри пиксельного электрода 103 (пиксельных электродов 103а, 103b и 103с). Таким образом, относительное отверстие не уменьшается. С точки зрения дополнительного увеличения эффекта снижения Cad отверстие может быть образовано внутри пиксельного электрода 103 (пиксельных электродов 103а, 103b и 103с) на участке, перекрывающем электрод 102 затвора в органических ЭЛ устройствах отображения Вариантов 2 и 3 осуществления аналогично органическому ЭЛ устройству отображения Варианта 1 осуществления.

[0059] Режимы вышеупомянутых вариантов осуществления при необходимости могут использоваться в соответствующем сочетании при условии, что такое сочетание не выходит за пределы сущности настоящего изобретения.

[0060] Настоящая заявка притязает на приоритет заявки на патент № 2009-156970, поданной в Японии 1 июля 2009 г. согласно Парижской конвенции и положениям национального законодательства в указанном государстве, полное содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

Список ссылочных позиций

[0061]

Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6: транзистор

С1, С2: конденсатор

OLED: органический ЭЛ элемент

scan[n-1], scan[n], scan[n+1]: линия сканирования

Vini[n]: линия установки напряжения

em[n]: линия управления световым излучением

ELVDD, ELVSS: линия источника питания

data: сигнальная линия

100: подложка

101: полупроводниковый слой

102: электрод затвора

103, 103a, 103b, 103c: пиксельный электрод (анод)

110, 111, 112: межслойный изолирующий слой

113: краевая накладка

Изобретение относится к органическим электролюминесцентным устройствам отображения и подложкам с активной матрицей. Изобретение позволяет устранить снижение скорости отклика управляемого током светоизлучающего элемента. Подложка с активной матрицей настоящего изобретения является подложкой с аналоговой управляющей градациями активной матрицей, включающей в себя множество пикселей, каждый из которых содержит управляемый током светоизлучающий элемент и управляющий транзистор. Управляемый током светоизлучающий элемент имеет пиксельный электрод, электрически связанный с управляющим транзистором. Управляющий транзистор подает ток в управляемый током светоизлучающий элемент через пиксельный электрод. Множество пикселей включает в себя первый пиксель и второй пиксель, расположенные рядом друг с другом. Первый пиксель является пикселем, подлежащим сканированию после второго пикселя, а часть электрода затвора управляющего транзистора первого пикселя расположена между пиксельным электродом управляемого током светоизлучающего элемента первого пикселя и пиксельным электродом управляемого током светоизлучающего элемента второго пикселя на виде сверху главной поверхности подложки. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Подложка с аналоговой управляющей градациями активной матрицей, содержащая:
множество пикселей, каждый из которых включает в себя управляемый током светоизлучающий элемент и управляющий транзистор,
при этом управляемый током светоизлучающий элемент включает в себя пиксельный электрод, электрически связанный с управляющим транзистором,
управляющий транзистор подает ток на управляемый током светоизлучающий элемент через пиксельный электрод, множество пикселей включает в себя первый пиксель и второй пиксель, расположенные рядом друг с другом,
первый пиксель является пикселем, подлежащим сканированию после второго пикселя, часть электрода затвора управляющего транзистора первого пикселя расположена между пиксельным электродом управляемого током светоизлучающего элемента первого пикселя и пиксельным электродом управляемого током светоизлучающего элемента второго пикселя на виде сверху главной поверхности подложки.

2. Подложка с активной матрицей по п.1, в которой электрод затвора первого пикселя не перекрывает пиксельный электрод второго пикселя.

3. Подложка с активной матрицей по п.1, в которой электрод затвора первого пикселя перекрывает пиксельный электрод второго пикселя.

4. Подложка с активной матрицей по любому из пп.1-3, в которой пиксельный электрод первого пикселя снабжен отверстием в положении, перекрывающем электрод затвора первого пикселя.

5. Подложка с активной матрицей по любому из пп.1-3, в которой электрод затвора первого пикселя включен в слой межсоединений непосредственно под пиксельным электродом первого пикселя.

6. Подложка с активной матрицей по любому из пп.1-3, в которой каждый из множества пикселей дополнительно включает в себя схему компенсации для компенсации изменений пороговых напряжений среди соответствующих управляющих транзисторов пикселей.

7. Органическое ЭЛ-устройство отображения, содержащее подложку с активной матрицей по любому из пп.1-6, при этом управляемый током светоизлучающий элемент каждого из множества пикселей является органическим ЭЛ-элементом, а пиксельный электрод управляемого током светоизлучающего элемента каждого из множества пикселей является анодом или катодом органического ЭЛ-элемента.