專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括具有增強(qiáng)電特性的驅(qū)動(dòng)元件的顯示裝置。
背景技術(shù)：
通常，平板顯示裝置包括液晶顯示LCD板、門驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路。液晶顯示板包括陣列基底(substrate)、濾色器基底和液晶層。陣列基底包括多根門控線、多根數(shù)據(jù)線、多個(gè)開關(guān)元件和電連接到每個(gè)開關(guān)元件的多個(gè)像素。濾色器基底與陣列基底相對(duì)。液晶層布置在陣列基底和濾色器基底之間。門驅(qū)動(dòng)電路給門控線施加門控信號(hào)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路給數(shù)據(jù)線施加數(shù)據(jù)信號(hào)。具體地，包括多個(gè)開關(guān)元件的門驅(qū)動(dòng)電路可以直接在陣列基底的外圍區(qū)中形成，從而減小LCD裝置大小。因此，LCD裝置在像素區(qū)和外圍區(qū)中都具有開關(guān)元件。當(dāng)TFT開關(guān)元件具有非晶硅半導(dǎo)體層時(shí)，由于線路電阻有可能出現(xiàn)信號(hào)延遲或衰減。這種TFT的導(dǎo)通電流小于具有單個(gè)或多個(gè)晶體硅半導(dǎo)體層的TFT的導(dǎo)通電流。解決這些問題的嘗試已經(jīng)采取了加寬半導(dǎo)體層的溝道寬度或減小半導(dǎo)體層的溝道長(zhǎng)度。由于導(dǎo)通電流和截止時(shí)的漏電流兩者都增加，所以這設(shè)計(jì)具有有限效用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種包括具有增強(qiáng)電特征的驅(qū)動(dòng)元件的顯示設(shè)備，其中增強(qiáng)的電特性是增加的導(dǎo)通電流和最小化的截止電流。在根據(jù)本發(fā)明的示例顯示裝置中，該顯示裝置包括第一柵電極、源電極、漏電極、在源電極和漏電極之間形成的溝道區(qū)、以及通過該溝道區(qū)從第一柵電極電隔離的第二柵電極。根據(jù)第一柵電極的控制時(shí)間段將不同控制電壓施加到第二柵電極。
另外，第二柵電極可以包括透明導(dǎo)電材料，并且該透明導(dǎo)電材料可以包括ITO或IZO。此外，溝道區(qū)可以包括非晶硅層。
根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，當(dāng)將導(dǎo)通電壓施加到第一柵電極時(shí)，將具有與導(dǎo)通電壓相反極性的第一控制電壓施加到第二柵電極。當(dāng)將截止電壓施加到第一柵電極時(shí)，第二柵電極電連接到浮動(dòng)電極。
根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，當(dāng)將導(dǎo)通電壓施加到第一柵電極時(shí)，將具有與導(dǎo)通電壓相反極性的第一控制電壓施加到第二柵電極，而在將截止電壓施加到第一柵電極時(shí)，將具有地電壓的第二控制電壓施加到第二柵電極。
根據(jù)本發(fā)明的又一示例實(shí)施例，在將導(dǎo)通電壓施加到第一柵電極的期間，將具有與導(dǎo)通電壓相同極性的第一控制電壓施加到第二柵電極，而在將截止電壓施加到第一柵電極的期間，可以將第二柵電極電連接到浮動(dòng)電極。
根據(jù)本發(fā)明的再一示例實(shí)施例，在將導(dǎo)通電壓施加到第一柵電極的期間，將具有與導(dǎo)通電壓相同極性的第一控制電壓施加到第二柵電極，而在將截止電壓施加到第一柵電極的期間，可以將具有地電壓的第二控制電壓施加到第二柵電極。
在根據(jù)本發(fā)明的示例顯示裝置中，顯示裝置包括上拉電路，用于在上拉時(shí)間段輸出第一輸出電壓；下拉電路，用于在下拉時(shí)間段輸出第二輸出電壓；輸出端子，電連接到上拉電路和下拉電路，用于將第一輸出電壓和第二輸出電壓傳送到顯示區(qū)；以及電流控制電路，用于在上拉時(shí)間段和下拉時(shí)間段中控制上拉電路的電流。顯示裝置可以包括具有包括上拉時(shí)間段和下拉時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間段的驅(qū)動(dòng)電路。
上拉電路可以包括電連接到第一電壓源的源電極、電連接到輸出端子的漏電極、在源電極和漏電極之間形成的溝道區(qū)、用于通過上拉信號(hào)控制溝道的電流狀態(tài)的第一柵電極、和通過溝道區(qū)從第一柵電極電隔離且電連接到電流控制電路的第二柵電極。
另外，第二柵電極可以包括透明導(dǎo)電材料，且在權(quán)利要求12中，透明導(dǎo)電材料可以包括ITO或IZO。
溝道區(qū)可以包括非晶硅層。
電流控制電路可以在上拉時(shí)間段中將第一控制電壓施加到第二柵電極，以及在下拉時(shí)間段中將不同于第一控制電壓的第二控制電壓施加到第二柵電極。
另外，電流控制電路可以包括第一控制電壓源、第二控制電壓源、和控制電壓源選擇電路，該控制電壓源選擇電路根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間段選擇在第二柵電極和第一與第二控制電壓源中的一個(gè)之間的電連接。
此外，控制電壓源選擇電路由上拉信號(hào)導(dǎo)通，由在導(dǎo)通狀態(tài)中電連接第一電壓源和第二柵電極和下拉信號(hào)的第一開關(guān)元件導(dǎo)通，并且可以包括在導(dǎo)通狀態(tài)中電連接第二控制電壓源和第二柵電極的第二開關(guān)元件。
另外，第一開關(guān)元件可以包括電連接到第一控制電壓源的源電極、電連接到第二柵電極的漏電極、和包括將上拉信號(hào)施加到的柵電極的第一薄膜晶體管。第二開關(guān)元件可以包括電連接到第二控制電壓源的源電極、電連接到第二柵電極的漏電極、和包括將下拉信號(hào)施加到的柵電極的第二薄膜晶體管。
第一控制電壓源可以提供具有與上拉信號(hào)的導(dǎo)通電壓相反極性的電壓、或者可以提供具有與上拉信號(hào)的導(dǎo)通電壓相同極性的電壓。
另外，下拉電路可以包括薄膜晶體管，該薄膜晶體管具有電連接到第二輸出電壓源的源電極、電連接到輸出端子的漏電極、在源電極和漏電極之間形成的溝道區(qū)、以及通過下拉電流控制溝道的電流狀態(tài)的柵電極。
在上述示例實(shí)施例中，下拉信號(hào)可以具有與上拉信號(hào)相反的極性。
另外，第二控制電壓源可以提供地電壓、或者可以是浮動(dòng)電極。
此外，第一輸出電壓源可以產(chǎn)生具有比上拉時(shí)間段較短的時(shí)間段的時(shí)鐘，在這種情況下，該時(shí)鐘可以在上拉時(shí)間段中輸出高信號(hào)。在該示例實(shí)施例中，第一輸出電壓可以是時(shí)鐘中的高信號(hào)，并且可以連接到在顯示區(qū)上形成的門控線。


本發(fā)明的上述和其它屬性和優(yōu)點(diǎn)將從結(jié)合附圖閱讀下面描述變得更加明顯，在附圖中圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的液晶顯示裝置的方框圖；圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)元件和電路控制部分的方框圖；圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的具有一個(gè)電流控制電壓源的驅(qū)動(dòng)部分的方框圖；圖4是圖示根據(jù)第一示例實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)部分的電路圖；圖5是圖示根據(jù)第一示例實(shí)施例的像素開關(guān)元件和電流控制電路的電路圖；圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)電流控制電壓源的驅(qū)動(dòng)部分的電路圖；圖7是圖示根據(jù)第二示例實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)部分的電路圖；
圖8是圖5中的驅(qū)動(dòng)元件的輸入和輸出信號(hào)的時(shí)序圖；圖9是圖示根據(jù)第二示例實(shí)施例的像素開關(guān)元件和電流控制電路的電路圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施圖2中的方框圖的電路圖；圖11是圖示圖10中的驅(qū)動(dòng)元件的輸入和輸出信號(hào)的時(shí)序圖；圖12是圖示圖6中的驅(qū)動(dòng)部分的布置的平面視圖；圖13是沿著圖12中的驅(qū)動(dòng)電路的線X-X’的剖面圖；以及圖14A到14C是概略地圖示根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的上拉電路的驅(qū)動(dòng)原理的正視圖。
具體實(shí)施例方式
此后，將參考附圖詳細(xì)地解釋本發(fā)明。圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的液晶顯示裝置的方框圖。
參考圖1，根據(jù)示例實(shí)施例，顯示裝置包括LCD顯示板300、具有門驅(qū)動(dòng)元件400和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)元件500的驅(qū)動(dòng)元件、電連接到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)元件500的灰度電壓生成部分(gray scale voltage generating part)800、用于控制門驅(qū)動(dòng)元件400和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)元件500的信號(hào)控制部分600。LCD板300包括用于顯示圖像的具有多個(gè)像素的像素區(qū)、和除像素區(qū)之外的非顯示區(qū)。
LCD板300包括多根信號(hào)線，多個(gè)像素PX電連接到所述信號(hào)線并以矩陣形狀排列。另外，LCD板300可以包括彼此面對(duì)的下基底和上基底、和布置在下基底和上基底之間的液晶層。
開關(guān)元件Q是具有三個(gè)端子的元件，諸如布置在下基底中的TFT。開關(guān)元件的控制端子電連接到門控線GL，開關(guān)元件的輸入端子電連接到數(shù)據(jù)線DL，開關(guān)元件的輸出端子電連接到液晶電容器Clc和固定電容器Cst。參考圖1，開關(guān)元件Q循序連接到同一行的相鄰像素PX的不同數(shù)據(jù)線D1～Dm。
灰度電壓生成部分800產(chǎn)生與像素PX的透射率相關(guān)的一對(duì)灰度電壓組(或基準(zhǔn)灰度電壓組)。第一組相對(duì)于公用電壓Vcom具有正電壓，而第二組具有負(fù)電壓。
門驅(qū)動(dòng)元件400電連接到LCD板300的門控線G1～Gn，并將門控信號(hào)施加到門控線G1～Gn。門控信號(hào)對(duì)應(yīng)于門導(dǎo)通電壓Von和門截止電壓Voff的組合。
門驅(qū)動(dòng)元件500電連接到數(shù)據(jù)線D1～Dm，用于從灰度電壓發(fā)生部分800選擇灰度電壓，并將所選擇的灰度電壓作為數(shù)據(jù)信號(hào)施加到數(shù)據(jù)線D1～Dm。然而，當(dāng)灰度電壓發(fā)生部分800不提供對(duì)應(yīng)于全部灰度的所有電壓而只提供一些基準(zhǔn)灰度電壓時(shí)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)元件500將基準(zhǔn)灰度電壓劃分成全部灰度電壓并從全部灰度電壓中選擇數(shù)據(jù)信號(hào)。
信號(hào)控制部分600控制諸如門驅(qū)動(dòng)元件400、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)元件500等的驅(qū)動(dòng)元件。
每個(gè)驅(qū)動(dòng)元件400、500、600和800可以直接安裝在LCD板300的非顯示區(qū)上作為至少一個(gè)集成電路芯片(COG)?？蛇x擇地，每個(gè)驅(qū)動(dòng)元件400、500、600和800可以安裝在附在LCD板300上的柔性印刷電路膜(未示出)上作為薄膜封裝(tape carrier package)(TCP)。可選擇地，每個(gè)驅(qū)動(dòng)元件400、500、600和800可以安裝在另一印刷電路板(未示出)上?？蛇x擇地，可以將這些驅(qū)動(dòng)元件400、500、600和800與信號(hào)線G1～Gn、D1～Dm、TFT開關(guān)元件Q等一起集成在LCD板組件300中。另外，驅(qū)動(dòng)元件400、500、600和800可以集成到單個(gè)芯片中。
圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)元件和電流控制部分的方框圖。
TFT 200包括源電極220、漏電極230、在源電極和漏電極之間形成的溝道區(qū)(未示出)、第一柵電極210、和第二柵電極240。第一柵電極210根據(jù)施加到第一控制電壓Vg的門電壓來控制溝道區(qū)的電流。第二柵電極240從第一柵電極隔離。第二控制電壓Vg’施加到第二柵電極240。第一控制Vg具有對(duì)應(yīng)于TFT 200的導(dǎo)通電壓的高電平Vg_H和對(duì)應(yīng)于其截止電壓的低電平Vg_L。第二控制電壓Vg’施加到第二柵電極240并控制TFT 200的溝道電流。
圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的具有電流控制電壓源的驅(qū)動(dòng)部分的方框圖。門驅(qū)動(dòng)元件包括上拉電路410、電流控制部分和下拉電路420。當(dāng)將上拉信號(hào)作為第一開關(guān)信號(hào)施加到上拉電路410時(shí)，上拉電路410操作。當(dāng)將上拉信號(hào)施加到電流控制部分時(shí)，電流控制部分操作，從而電流控制部分將電流控制電壓施加到上拉電路。當(dāng)將下拉信號(hào)施加到下拉電路420時(shí)，下拉電路420操作。下拉信號(hào)是具有不同于上拉信號(hào)的相位的相位的第二開關(guān)信號(hào)。
上拉電路410和下拉電路420每一個(gè)分別連接到兩個(gè)輸入端子V1、Vup、V2、Vdown和輸出驅(qū)動(dòng)控制電壓的公共輸出端子Vout。
上拉電路410電連接到上拉信號(hào)輸入端子Vup，下拉電路420電連接到下拉信號(hào)輸入端子Vdown。從上拉信號(hào)輸入端子Vup施加的上拉信號(hào)控制上拉電路410的開關(guān)動(dòng)作。從下拉信號(hào)輸入端子Vdown施加的下拉信號(hào)控制下拉電路420的開關(guān)動(dòng)作。上拉電路410和下拉電路420的每個(gè)輸入端子V1和V2電連接到彼此不同的第一信號(hào)源和第二信號(hào)源。
在由上拉信號(hào)Vup確定的導(dǎo)通時(shí)間段期間，上拉電路410將來自第一輸入端子V1的信號(hào)輸出到輸出端子Vout。然后，上拉電路410利用來自被上拉信號(hào)驅(qū)動(dòng)的電流控制部分的信號(hào)來控制溝道電路。輸出端子Vout上的驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)顯示板的門極。在下拉信號(hào)Vdown的導(dǎo)通時(shí)間段期間，下拉電路420將出現(xiàn)在輸入端子V2上的、來自第二信號(hào)源的信號(hào)施加到輸出端子Vout。根據(jù)示例實(shí)施例，可以將產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的電壓源用作第一信號(hào)源，可以將DC電壓源用作第二信號(hào)源。
根據(jù)示例實(shí)施例，上拉信號(hào)和下拉信號(hào)具有諸如180°的相差。在示例實(shí)施例中，當(dāng)上拉和下拉信號(hào)中的一個(gè)是導(dǎo)通電平時(shí)，另一個(gè)時(shí)截止電平。當(dāng)上拉電路410通過上拉信號(hào)導(dǎo)通時(shí)，電路410將第一信號(hào)源電壓輸出到輸出端子Vout。此時(shí)，下拉電路420通過下拉信號(hào)截止并且不操作。當(dāng)下拉電路420通過下拉信號(hào)導(dǎo)通時(shí)，電路420將第二信號(hào)源輸出到輸出端子Vout。此時(shí)，上拉電路410不被上拉信號(hào)操作。例如，當(dāng)上拉電路410將第一信號(hào)源電壓輸出到輸出端子時(shí)，下拉電路420不操作并且因此對(duì)輸出端子Vout的輸出不起作用。相反，當(dāng)下拉電路420將第二信號(hào)源電壓輸出到輸出端子Vout時(shí)，上拉電路410不操作并且因此對(duì)輸出端子Vout的輸出不起作用。
電流控制部分430連接到電流控制端子Vcon1、上拉信號(hào)輸入端子Vup和上拉電路410。電流控制信號(hào)施加到電流控制端子Vcon1。電流控制部分430通過上拉信號(hào)Vup導(dǎo)通并且將來自電流控制端子Vcon1的電流控制信號(hào)施加到上拉電路410，從而控制到輸出端子Vout的流動(dòng)。
根據(jù)示例實(shí)施例，顯示裝置的門驅(qū)動(dòng)元件可以包括TFT。參考圖4，將如下詳細(xì)解釋根據(jù)本示例實(shí)施例的包括多個(gè)TFT的門驅(qū)動(dòng)元件的多個(gè)元件。
上拉電路包括具有源電極、漏電極、溝道區(qū)、第一柵電極和第二柵電極1110的TFT 1100。源電極電連接到第一輸入端子V1。漏電極電連接到輸出端子Vout。溝道區(qū)形成于源電極和漏電極之間。第一柵電極電連接到上拉信號(hào)輸入端子Vup，用于控制溝道區(qū)的電流狀態(tài)，其中第一控制電壓施加到該上拉信號(hào)輸入端子Vup作為上拉信號(hào)。第二柵電極1110通過溝道區(qū)從第一柵電極電隔離，并且根據(jù)第一控制電壓的操作時(shí)間段，將不同的第二控制電壓施加到第二柵電極1110。上拉TFT 1100的溝道區(qū)包括半導(dǎo)體層，并且可以優(yōu)選地包括與像素區(qū)的開關(guān)元件Q相同的半導(dǎo)體層。在這種情況下，當(dāng)像素區(qū)的開關(guān)元件Q是多晶半導(dǎo)體層時(shí)，上拉TFT 1100還包括具有多晶半導(dǎo)體層的溝道區(qū)。
當(dāng)像素區(qū)的開關(guān)元件Q包括非晶硅半導(dǎo)體層時(shí)，上拉TFT 1100還包括具有多晶半導(dǎo)體層的溝道區(qū)。然而，上拉TFT 1100的溝道區(qū)中的半導(dǎo)體層的形成工藝可能不同于像素區(qū)的開關(guān)元件Q的半導(dǎo)體層的形成工藝，因此，溝道區(qū)和開關(guān)元件Q之間的半導(dǎo)體層的晶化狀態(tài)可能彼此不同。
第二柵電極1110可以包括導(dǎo)電材料。可以用于第二柵電極1110的材料示例可以包括金屬、金屬氧化物等。優(yōu)選地，第二柵電極1110可以包括透明導(dǎo)電材料。可以用于第二柵電極1110的材料示例可以包括氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)等。
下拉電路包括多于一個(gè)具有源電極、漏電極、柵電極和溝道區(qū)的TFT1200。源電極電連接到第二輸出端子V2。漏電極電連接到作為上拉電路的漏電極的輸出端子Vout。柵電極電連接到下拉信號(hào)輸入端子Vdown。將第三控制信號(hào)施加到下拉信號(hào)輸入端子Vdown。第三控制信號(hào)是具有與施加到第一柵電極的第一控制電壓不同的相位的下拉信號(hào)。溝道區(qū)形成于源電極和漏電極之間。下拉TFT 1200的溝道區(qū)包括半導(dǎo)體層，下拉TFT 1200中半導(dǎo)體層的形成工藝和晶化狀態(tài)與上面關(guān)于上拉TFT 1100解釋的相同。
電流控制部分包括至少一個(gè)開關(guān)元件。開關(guān)元件可以包括TFT。根據(jù)示例實(shí)施例，控制開關(guān)元件包括具有柵電極、源電極和溝道區(qū)的TFT。柵電極電連接到第一控制電壓施加到的上拉信號(hào)輸入端子Vup，用于以與第一柵電極相同的操作時(shí)間段來操作。源電極電連接到電流控制端子Vcon1，電流控制信號(hào)施加到源電極。溝道區(qū)形成于漏電極和源電極之間。電流控制TFT 1300的漏電極電連接到上拉TFT 1100的第二柵電極1110。由于上拉信號(hào)Vup施加到電流控制TFT 1300的柵電極，所以TFT 1300的操作時(shí)間段與上拉TFT1100的操作時(shí)間段相同。
已經(jīng)在上面示例實(shí)施例中解釋了門驅(qū)動(dòng)元件，但是根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)元件，該驅(qū)動(dòng)元件不僅可以包括門驅(qū)動(dòng)元件還可以包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)元件、顯示板的像素驅(qū)動(dòng)元件等。
例如，當(dāng)像素區(qū)的開關(guān)元件Q包括第二柵電極時(shí)，示例實(shí)施例可以用于控制第二柵電極的電壓。
參考圖5，TFT 1100對(duì)應(yīng)于像素區(qū)的開關(guān)元件Q，第一信號(hào)對(duì)應(yīng)于通過數(shù)據(jù)線施加的數(shù)據(jù)電壓。TFT 1100的漏電極電連接到像素電極。通過門控線施加的門控信號(hào)用作第一開關(guān)信號(hào)，電流控制信號(hào)Vcon1時(shí)間段性地通過開關(guān)元件1300施加到TFT 1100，用于控制電流。在這種情況下，電流控制部分430在顯示板的外圍區(qū)中形成。
圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)電流控制電壓源的驅(qū)動(dòng)部分的方框圖。
參考圖6，如下根據(jù)另一示例實(shí)施例解釋門驅(qū)動(dòng)元件的方框圖。
上拉電路410和下拉電路420與上一示例實(shí)施例相同。電流控制部分430電連接到電流控制信號(hào)施加到的電流控制端子Vcon1和Vcon2。上拉信號(hào)施加在輸入端子Vup處，下拉信號(hào)施加在輸入端子Vdown處。電流控制部分430連接到上拉電路410。當(dāng)電流控制部分430通過上拉信號(hào)Vup或通過下拉信號(hào)Vdown導(dǎo)通時(shí)，它分別將來自第一和第二電流控制端子Vcon1和Vcon2的第一和第二電流控制信號(hào)施加到上拉電路410。以這種方式，電流控制部分430控制上拉電路410施加到輸出端子Vout的輸出電流。
圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明第二示例實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)部分的電路圖。
參考圖7，根據(jù)示例實(shí)施例將包括TFT的門驅(qū)動(dòng)元件描述如下。該上拉電路和下拉電路的形式與圖4中圖示的示例實(shí)施例相同。優(yōu)選地，電流控制部分包括兩個(gè)或多個(gè)控制開關(guān)元件，開關(guān)元件可以包括TFT。第一電流控制TFT包括具有柵電極、源電極、漏電極和溝道區(qū)的TFT 1300。柵電極電連接到第一控制電壓施加到的上拉信號(hào)輸入端子Vup，用于以與第一柵電極相同的操作時(shí)間段來操作。源電極電連接到第一電流控制信號(hào)施加到的第一電流控制端子Vcon1。漏電極電連接到上拉TFT的第二柵電極，用于輸出第一電流控制信號(hào)。溝道區(qū)形成于源電極和漏電極之間。
第二電流控制TFT可以包括具有柵電極、源電極、漏電極和溝道區(qū)的TFT1400。柵電極電連接到下拉信號(hào)作為第二開關(guān)信號(hào)施加到的的下拉信號(hào)輸入端子Vdown，用于以與下拉TFT的柵電極相同的操作時(shí)間段來操作。源電極電連接到第二電流控制端子Vcon2，且第二電流控制信號(hào)施加到第二電流控制端子Vcon2。漏電極電連接到上拉TFT的第二柵電極，用于輸出第二電流控制信號(hào)。溝道區(qū)形成于源電極和漏電極之間。
當(dāng)電流控制部分中的TFT的溝道導(dǎo)通時(shí)，第一電流控制信號(hào)經(jīng)由第一電流控制端子Vcon1施加到第二柵電極，以增加溝道電流。當(dāng)電流控制部分中的TFT的溝道截止時(shí)，第二電流控制信號(hào)經(jīng)由第二電流控制端子Vcon2施加到第二柵電極，以最小化溝道電流(泄露電流)。
將解釋關(guān)于根據(jù)第二柵電極控制溝道電流的原理和試驗(yàn)結(jié)果如下。第一電流控制TFT 1300和第二電流控制TFT 1400的漏電極是公共節(jié)點(diǎn)N，并且電連接到上拉TFT 1100的第二柵電極。上拉信號(hào)施加到第一電流控制TFT1300的柵電極，下拉信號(hào)施加到第二電流控制TFT 1400的柵電極。因此，第一電流控制TFT 1300的操作時(shí)間段與上拉TFT 1100的操作時(shí)間段相同，第二電流控制TFT 1400的操作時(shí)間段與下拉TFT 1200的操作時(shí)間段相同。
根據(jù)示例實(shí)施例，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的電壓源可以用作第一信號(hào)源，DC電壓源可以用作第二信號(hào)源。另外，第二信號(hào)源可以電連接到第二電流控制端子Vcon2且可以用作第二電流控制信號(hào)。
已經(jīng)在示例實(shí)施例中解釋了示范性的門驅(qū)動(dòng)單元。然而，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元并不限于門驅(qū)動(dòng)單元，且可以用于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)單元、顯示板的像素驅(qū)動(dòng)單元等。
例如，當(dāng)像素區(qū)的開關(guān)元件Q包括第二柵電極時(shí)，示例實(shí)施例可以用于控制第二柵電極的電壓。參考圖9，TFT 1100對(duì)應(yīng)于像素區(qū)的開關(guān)元件Q，第一信號(hào)對(duì)應(yīng)于通過數(shù)據(jù)線施加的數(shù)據(jù)電壓，TFT 1100的漏電極電連接到像素電極。通過門控線施加的門控信號(hào)用作第一開關(guān)信號(hào)。與門控信號(hào)具有相反相位的信號(hào)用作第二開關(guān)信號(hào)。在這種情況下，電流控制部分430在外圍區(qū)中形成。
根據(jù)示例實(shí)施例，將參考圖6到8詳細(xì)解釋具有四個(gè)具有N型半導(dǎo)體層的TFT的驅(qū)動(dòng)元件的操作。
根據(jù)示例實(shí)施例，所有TFT 1100、1200、1300和1400可以利用N型半導(dǎo)體層形成，因此由正電壓導(dǎo)通。上拉信號(hào)Vup具有與下拉信號(hào)Vdown相反的相位。例如，當(dāng)上拉信號(hào)Vup是截止電平時(shí)，下拉信號(hào)Vdown是導(dǎo)通電平(此后，被稱為下拉時(shí)間段)，而當(dāng)上拉信號(hào)Vup是導(dǎo)通電平時(shí)，下拉信號(hào)Vdown時(shí)截止電平(此后，被稱為上拉時(shí)間段)。
當(dāng)?shù)谝籘FT 1300和上拉TFT 1100在上拉時(shí)間段中通過上拉信號(hào)導(dǎo)通時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)施加到漏電極，且時(shí)鐘信號(hào)通過輸出端子Vout輸出。在這種情況下，時(shí)鐘信號(hào)是通過第一輸入端子V1施加到上拉TFT 1100的源電極的第一信號(hào)源。由于下拉TFT 1200在上拉時(shí)間段中保持截止?fàn)顟B(tài)，所以電壓信號(hào)不通過輸出端子Vout輸出。在這種情況下，電壓信號(hào)是施加到第二輸入端子V2的第二信號(hào)源。由于在上拉時(shí)間段中第一TFT 1300是導(dǎo)通狀態(tài)，所以施加到第一電流控制端子Vcon1的第一控制電壓經(jīng)由第一TFT 1300的源電極和漏電極施加到上拉TFT 1100的第二柵電極1110，從而第一控制電壓增加上拉TFT1100的源電極和漏電極的電流。
可選擇地，根據(jù)示例實(shí)施例，由于第二TFT 1400在上拉時(shí)間段中是截止?fàn)顟B(tài)，所以通過第二電流控制端子Vcon2施加的第二控制電壓不施加到上拉TFT 1100的第二柵電極1110。
當(dāng)?shù)谝籘FT 1300和上拉TFT 1100在下拉時(shí)間段中由上拉信號(hào)截止時(shí)，通過第一輸入端子V1施加到上拉TFT 1100的源電極的第一信號(hào)源不施加到漏電極，從而第一信號(hào)源不通過輸出端子Vout輸出。由于下拉TFT 1200在上拉(下拉)時(shí)間段中保持導(dǎo)通狀態(tài)，所以施加到第二輸入端子V2的第二信號(hào)源的電壓信號(hào)經(jīng)由下拉TFT 1200的源電極和漏電極通過輸出端子Vout輸出。由于第一TFT 1300在下拉時(shí)間段中是截止?fàn)顟B(tài)，所以施加到第一電流控制端子Vcon1的第一控制電壓不施加到上拉TFT 1110的第二柵電極1110，從而第一控制電壓不增加上拉TFT 1100的源電極和漏電極的電流。
可選擇地，根據(jù)示例實(shí)施例，由于第二TFT 1400在上拉時(shí)間段中是導(dǎo)通狀態(tài)，所以通過第二電流控制端子Vcon2施加的第二控制電壓施加到上拉TFT 1100的第二柵電極1110。然而，當(dāng)不超過閾電壓Vth的正(+)電壓或負(fù)(-)電壓施加到第二柵電極1110時(shí)，上拉TFT 1100不導(dǎo)通，從而通過第一輸入端子施加的第一信號(hào)電壓對(duì)輸出不起作用。
在示例實(shí)施例中，已經(jīng)解釋了包括諸如TFT的開關(guān)元件的電流控制部分，但是電流控制部分可以包括產(chǎn)生脈沖信號(hào)的功率源。例如，在圖2中的電流控制部分中，當(dāng)產(chǎn)生具有圖8中最后一個(gè)時(shí)序圖的波形的脈沖信號(hào)的功率源電連接到第二柵電極時(shí)，有可能進(jìn)行與示例實(shí)施例相同的電流控制。
另外，在示例實(shí)施例中電流控制信號(hào)的時(shí)間段與第一開關(guān)信號(hào)的時(shí)間段相同，但是第一開關(guān)信號(hào)的時(shí)間段可以不同于電流控制信號(hào)的時(shí)間段。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的、實(shí)施圖2中的方框圖的電路圖，圖11是圖示圖10中的驅(qū)動(dòng)元件的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的時(shí)序圖。
參考圖10和11，當(dāng)具有比第一開關(guān)信號(hào)Vg1的導(dǎo)通時(shí)間段t1較短的導(dǎo)通時(shí)間段t2的信號(hào)Vg2施加到第一電流控制TFT 1300的柵電極、并且具有與信號(hào)2相反相位的信號(hào)Vg3施加到第二電流控制TFT 1400的柵電極時(shí)，第一電流控制信號(hào)所需的施加時(shí)間變得小于圖6中的示例實(shí)施例。在這種情況下，信號(hào)Vg2和Vg3可以與第一控制信號(hào)分離地產(chǎn)生，施加到電流控制TFT 1300和1400的柵電極，或者可以通過修改第一開關(guān)信號(hào)的專用元件產(chǎn)生。
另外，在示例實(shí)施例中，已經(jīng)解釋了通過在上拉TFT中形成第二柵電極來控制溝道電流，但是還可以通過在下拉TFT中形成第二柵電極來控制溝道電流。
例如，圖6和7中示出的示例實(shí)施例，電連接到公共節(jié)點(diǎn)的第二柵電極可以在下拉TFT中形成。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電路，可以在顯示裝置的外圍區(qū)中形成驅(qū)動(dòng)電路。將參考圖12和13解釋驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)。
圖12是圖示圖6中的驅(qū)動(dòng)部分的布置的俯視圖，圖13是沿著圖12中的驅(qū)動(dòng)電路的線X-X’的截面圖。
首先，上拉TFT的結(jié)構(gòu)如下。柵電極1120和門控信號(hào)線在諸如玻璃等的透明基底1600上形成。半導(dǎo)體層1150在柵電極1120和源電極1130與漏電極1140之間形成。門極隔離層1160在柵電極1120和半導(dǎo)體層1150之間形成。上拉TFT的第二柵電極1110通過諸如氮化硅等的保護(hù)層1170從源電極1130與漏電極1140電隔離。上拉TFT的第二柵電極1110通過保護(hù)層1170的第一接觸孔1810電連接到第一控制TFT和第二控制TFT的漏電極。
根據(jù)本發(fā)明的輸出端子，由于利用與柵電極1120相同的層來形成門驅(qū)動(dòng)元件的輸出端子1500，所以上拉TFT和下拉TFT的漏電極和門控線通過諸如ITO或IZO的線層1900彼此連接。線層1900形成在電連接到漏電極并露出公共端子1140的第二接觸孔1820、和露出輸出端子1500的第三接觸孔1830之上。
根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，將參考圖14A到14C解釋上拉TFT的驅(qū)動(dòng)原理。
圖14A到14C是概略地圖示根據(jù)本示例實(shí)施例的上拉電路的驅(qū)動(dòng)原理的正視圖。
如圖14A所示，當(dāng)上拉TFT具有N型半導(dǎo)體層且高于閾電壓的正電壓施加到柵電極時(shí)，使對(duì)應(yīng)于載流子數(shù)目的電子進(jìn)入到柵電極，從而形成要充以電流的溝道。如圖14B所示，當(dāng)半導(dǎo)體層夾在彼此隔離的兩個(gè)柵電極之間時(shí)，正電壓施加到第一柵電極，同時(shí)負(fù)電壓施加到第二柵電極，使電子向第一柵電極運(yùn)動(dòng)，因此更多電子可以通過溝道?？蛇x擇地，如圖14C所示，當(dāng)正電壓施加到第二柵電極時(shí)，使電子向第二柵電極方向的半導(dǎo)體層運(yùn)動(dòng)，因此形成要充以電流的第二溝道。
因此，當(dāng)任意電壓(不考慮極性)施加到第二柵電極且導(dǎo)通電壓施加到第一柵電極時(shí)，可以達(dá)到增加溝道電流的效果。根據(jù)上述機(jī)制，盡管將截止電壓施加到第一柵電極，但是當(dāng)任意電壓施加到第二柵電極時(shí)，半導(dǎo)體層充以電流。
已經(jīng)描述了N型TFT，但是P型TFT除了施加到第一柵電極的導(dǎo)通電壓和截止電壓反相之外，具有相同的操作原理。
為了使截止?fàn)顟B(tài)中的半導(dǎo)體層電流最小化，第二柵電極需要接地或浮置。因此，當(dāng)上拉TFT處于截止?fàn)顟B(tài)中時(shí)，可以通過將第二柵電極連接到浮動(dòng)電極或地功率源來使半導(dǎo)體層的泄露電流最小化。優(yōu)選地，設(shè)計(jì)浮動(dòng)電極具有足夠空間，使得感應(yīng)到第二柵電極的電荷可以再散開。
根據(jù)上面解釋的本發(fā)明，根據(jù)開關(guān)元件的導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)將不同控制電壓施加到第二柵電極，從而溝道區(qū)的導(dǎo)通電路可以增加以及溝道區(qū)的截止電流可以最小化。因此，顯示裝置可以更高效地操作。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的示例實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)該注意在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的條件下這里可以作出各種變化、替換和變更。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其包括薄膜晶體管(TFT)，包括接收第一信號(hào)的源電極、電連接到驅(qū)動(dòng)電壓輸出端子的漏電極、接收具有固定時(shí)間段的第一開關(guān)電壓的第一柵電極、在源電極和漏電極之間形成的溝道區(qū)、和從所述第一柵電極電隔離的第二柵電極；以及電流控制部分，根據(jù)所述時(shí)間段將電流控制信號(hào)施加到所述第二柵電極。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述電流控制部分包括第一開關(guān)元件，該第一開關(guān)元件包括源電極，接收第一電流控制信號(hào)；漏電極，電連接到所述第二柵電極用于輸出所述第一電流控制信號(hào)；以及柵電極，接收第一開關(guān)電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，還包括第二開關(guān)元件，該第二開關(guān)元件包括源電極，接收第二電流控制信號(hào)；漏電極，電連接到驅(qū)動(dòng)電壓輸出端子；以及柵電極，接收第二開關(guān)電壓，該第二開關(guān)電壓具有與所述第一開關(guān)電壓相反的相位。
4.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中所述第二柵電極包括透明導(dǎo)電材料。
5.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其中所述溝道區(qū)包括非晶硅層。
6.如權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其中所述第二電流控制信號(hào)是地電壓。
7.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中所述電流控制部分還包括第二開關(guān)元件，該第二開關(guān)元件包括源電極，接收第二電流控制信號(hào)；漏電極，電連接到所述第二柵電極，用于輸出所述第二電流控制信號(hào)；以及柵電極，接收第二開關(guān)電壓，該第二開關(guān)電壓具有與所述第一開關(guān)電壓相反的相位。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中所述第二柵電極包括透明導(dǎo)電材料。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其中所述溝道區(qū)包括非晶硅層。
10.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其中所述第二電流控制信號(hào)是地電壓。
11.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其中在顯示區(qū)中形成所述TFT，在外圍區(qū)中形成所述電流控制部分。
12.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，還包括門控線，電連接到所述TFT的柵電極；數(shù)據(jù)線，電連接到所述TFT的源電極；以及像素電極，電連接到所述TFT的漏電極，其中所述第一開關(guān)電壓是施加到所述門控線的門控電壓。
13.如權(quán)利要求12所述的顯示裝置，其中所述第一信號(hào)是施加到所述數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)電壓。
14.如權(quán)利要求13所述的顯示裝置，還包括開關(guān)元件，該開關(guān)元件包括源電極，第二信號(hào)施加到該源電極；漏電極，電連接到所述驅(qū)動(dòng)電壓輸出信號(hào)；以及柵電極，接收所述第二開關(guān)電壓。
15.如權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其中所述第二柵電極包括透明導(dǎo)電材料。
16.如權(quán)利要求15所述的顯示裝置，其中所述溝道區(qū)包括非晶硅層。
17.如權(quán)利要求16所述的顯示裝置，其中所述第二電流控制信號(hào)是地電壓。
18.如權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其中在外圍區(qū)中形成所述TFT和所述電流控制部分。
19.如權(quán)利要求18所述的顯示裝置，還包括門控線；數(shù)據(jù)線，基本上垂直于所述門控線；以及像素電極，形成在所述門控線和所述數(shù)據(jù)線彼此交叉的區(qū)域中，其中所述輸出端子電連接到所述門控線，用于將門控電壓施加到所述門控線。
20.如權(quán)利要求19所述的顯示裝置，其中所述第一信號(hào)是所述門控電壓的導(dǎo)通電壓。
21.如權(quán)利要求19所述的顯示裝置，其中所述第二信號(hào)是所述門控電壓的截止電壓。
22.一種包括驅(qū)動(dòng)部分的顯示裝置，該驅(qū)動(dòng)部分包括信號(hào)控制部分，用于處理控制信號(hào)，所述控制信號(hào)處理顯示信號(hào)和開關(guān)像素；上拉電路，用于從所述信號(hào)控制部分接收所述控制信號(hào)并輸出上拉部分中的信號(hào)；下拉電路，用于從所述信號(hào)控制部分接收所述控制信號(hào)并輸出下拉部分中的信號(hào)；以及電流控制部分，用于控制所述上拉電路的電流。
23.如權(quán)利要求22所述的顯示裝置，其中所述上拉電路包括TFT，該TFT包括源電極，接收第一信號(hào)；漏電極，電連接到驅(qū)動(dòng)電壓輸出端子；第一柵電極，接收第一開關(guān)電壓，該第一開關(guān)電壓具有固定時(shí)間段；溝道區(qū)，在所述源電極和所述漏電極之間形成；以及第二柵電極，從所述第一柵電極電隔離。
24.如權(quán)利要求23所述的顯示裝置，其中所述電流控制部分將電流控制信號(hào)施加到所述第二柵電極，所述電流控制信號(hào)具有基本上與所述第一開關(guān)電壓相同的時(shí)間段。
25.如權(quán)利要求24所述的顯示裝置，其中所述電流控制部分包括開關(guān)元件，該開關(guān)元件包括源電極，接收第一電流控制信號(hào)；漏電極，電連接到所述第二柵電極，用于輸出所述第一電流控制信號(hào)；以及柵電極，接收所述第一開關(guān)電壓。
26.如權(quán)利要求25所述的顯示裝置，其中所述下拉電路還包括TFT，該TFT包括源電極，接收第二信號(hào)；漏電極，電連接到所述驅(qū)動(dòng)電壓輸出端子；柵電極，接收第二開關(guān)電壓，所述第二開關(guān)電壓具有與所述第一開關(guān)電壓相反的相位。
27.如權(quán)利要求26所述的顯示裝置，其中所述電流控制部分包括開關(guān)元件，該開關(guān)元件包括源電極，接收第二電流控制信號(hào)；漏電極，電連接到所述第二柵電極，用于輸出所述第二電流控制信號(hào)；以及柵電極，接收所述第二開關(guān)電壓。
28.如權(quán)利要求27所述的顯示裝置，其中所述第二柵電極包括透明導(dǎo)電材料。
29.如權(quán)利要求28所述的顯示裝置，其中所述溝道區(qū)包括非晶硅層。
30.如權(quán)利要求29所述的顯示裝置，其中所述第二電流控制信號(hào)是地電壓。
31.如權(quán)利要求30所述的顯示裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)部分在外圍區(qū)中形成。
32.如權(quán)利要求31所述的顯示裝置，還包括門控線；數(shù)據(jù)線，基本上垂直于所述門控線；以及像素電極，在所述門控線和所述數(shù)據(jù)線彼此交叉處形成該像素電極，其中所述輸出端子電連接到所述門控線并將所述門控電壓施加到所述門控線。
33.如權(quán)利要求32所述的顯示裝置，其中所述第一信號(hào)是所述門控電壓的導(dǎo)通電壓。
34.如權(quán)利要求33所述的顯示裝置，其中所述第二信號(hào)是所述門控電壓的截止電壓。
全文摘要
一種顯示裝置，包括具有第一柵電極、源電極和漏電極、在源電極和漏電極之間形成的溝道區(qū)、以及第二柵電極的開關(guān)元件。第二柵電極通過溝道區(qū)從第一柵電極電隔離，并根據(jù)第一柵電極的控制時(shí)間段將不同控制電壓施加到第二柵電極。根據(jù)開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)將不同控制電壓施加到第二柵電極，從而增加溝道區(qū)中的導(dǎo)通電流以及將溝道區(qū)中的截止(泄露)電流最小化。
文檔編號(hào)G02F1/133GK101055706SQ200710096020
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者申暻周, 蔡鐘哲, 尹珠愛 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社