[发明专利]半导体集成电路及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于半导体集成电路及其驱动方法的技术。本发明也涉及一种发光器件，该发光器件在其驱动电路部分和象素部分中含有本发明的半导体集成电路；特别是，本发明涉及一种有源矩阵发光器件，它含有本发明的半导体集成电路作为驱动电路部分中的信号线驱动电路，它含有排列形成矩阵图案的多个象素，每个象素含有开关元件和发光元件。

背景技术

最近几年，开发使用自发光发光元件的发光器件已经取得进展。好好利用例如高质量图象，薄和重量轻的优点，这些发光器件可以广泛用于移动电话和个人计算机的显示屏。特别是，使用发光元件的发光器件的特征在于它们对动画显示有合适的快速响应速度，以及低电压和低功耗驱动。因此，使用发光元件的这些发光器件期望广泛用于各种目的，包括新一代移动电话和个人数字助理(PDA)，并正在引起注意作为下一代显示器。

发光器件的一个实例是有一个阳极和一个阴极的有机发光二极管(OLED)。它具有在上述阳极和阴极之间夹有有机化合物层的结构。有机化合物层通常有叠层结构，可由Eastman Kodak Company的Tang提出的″空穴输运层，发光层和电子输运层″的叠层结构表示。

为了使发光元件发射光，驱动发光元件的半导体器件是由有大的导通电流的多晶硅(polysilicon)(多晶硅)形成的。流入发光元件的电流量和发光元件的亮度互相成正比，由此，发光元件发光强度与流到有机化合物层的电流量有关。作为驱动发光元件的半导体器件，使用多晶硅形成的多晶硅晶体管。

然而，使用有发光元件的发光器件显示多灰度级的图象时，可以给出驱动器件的方法，例如模拟灰度级法(模拟驱动法)，或数字灰度级法(数字驱动法)。两者的差别在于，它们控制发光元件处于发光或不发光状态的方法。前者，模拟灰度级法利用控制流入发光元件的电流由此得到灰度级的模拟方法。后者，数字灰度级法，利用其中发光元件只能在两种状态驱动，即开态(几乎100％发光)和关态(几乎0％发光)。

另外，利用发光元件为实例，提出电流输入法，借助可以划分输入发光器件的信号类型。在这种电流输入法中，可以假设控制流入发光元件的电流量，而不受驱动发光元件的TFT的影响。

电流输入法可应用上述的模拟灰度级法和数字灰度级法。电流输入法是一种方法，其中输入到象素的视频信号是一个电流，而发光元件的发光可以依照流入发光元件的输入视频信号(电流)的电流控制。

下面，参照图14解释使用发光器件的电流输入法和由此的驱动方法的一个象素的电路结构的实例。在图14中，一个象素具有信号线1401，第一到第三扫描线1402到1404，电源线1405，晶体管1406到1409，电容器元件1410和发光元件1411。电流源电路1412提供给信号线。

晶体管1406的栅电极连接到第一扫描线1402。晶体管1406的第一电极连接到信号线1401，而它的第二电极连接到晶体管1407的第一电极、晶体管1408的第一电极和晶体管1409的第一电极。晶体管1407的栅电极连接到第二扫描线1403。晶体管1407的第二电极连接到晶体管1408的栅电极。晶体管1408的第二电极连接到电流线1405。晶体管1409的栅电极连接到第三扫描线1404。晶体管1409的第二电极连接到发光元件1411的电极之一。电容器元件1410连接在晶体管1408的栅电极和第二电极之间，以保持晶体管1408的栅源电压。电流线1405和发光元件1411的阴极接收一个给定电位，以保持相互间的电位差。

下面描述从视频信号写到光发射的操作。首先，脉冲输入到第一扫描线1402和第二扫描线1403，使晶体管1406和1407导通。在这一点流入信号线1401的信号电流用I_data表记，并由电流源电路1412供电。

晶体管1406刚刚导通后，在电容器元件1410上还没有电荷保存，因此晶体管1408保持在关态。换言之，这时只有在电容器元件1410上已经积累的电荷引起的电流在流动。

其后，电荷慢慢积累在电容器元件1410上，引起两个电极之间的电位差。当电极间的电位差达到晶体管1408的阈值Vth时，晶体管1408导通产生电流流动。然后流入电容器元件1410的电流慢慢减少。然而，减少的电流并不会停止在电容器元件1410上进行的电荷积累。