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CN1189852C - 驱动电路和包括该驱动电路的显示设备 - Google Patents

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CN1189852C CNB021459282A CN02145928A CN1189852C CN 1189852 C CN1189852 C CN 1189852C CN B021459282 A CNB021459282 A CN B021459282A CN 02145928 A CN02145928 A CN 02145928A CN 1189852 C CN1189852 C CN 1189852C
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Abstract

把充当开关的第1晶体管和第2晶体管相互串联在数据线和驱动二极管的第3晶体管的栅极电极之间。在电流驱动能力方面，使第1晶体管的特性不同于第2晶体管。使第1晶体管和第2晶体管之一的存储特性比另一晶体管的高，而提高了所述另一晶体管的电流驱动能力，并且使得串联连接的第1晶体管和第2晶体管中的漏电流显著减少。

Description

驱动电路和包括该驱动电路的显示设备
                          技术领域
本发明涉及驱动电路，尤其涉及一技术，借助于该技术以减少漏电流。
                          背景技术
作为近年来的趋势，包括半导体器件的设备正变得更小和更轻，并且常把要在这样的设备中实施的开关晶体管装配于半导体衬底之上。例如，薄膜晶体管(TFT)经常用于诸如LCD之类的单元设备。虽然已在TFT的特性中进行了各种改进，但是漏电流仍然是一个存在的问题。例如，希望一种用于改进存储特性的技术，以便在相当长的时间期上存储数据。
例如通过使用较长的栅极长度可改进晶体管的存储特性，但是这违背了上述朝向更小尺寸的设备的趋势。而且，对较长栅极的晶体管的使用会产生增加的栅极电容以及由此引发的较大功耗的问题。
                          发明内容
鉴于上述情况，已作出本发明，并且它的一个目的是减少从目标元件发生的通过晶体管的漏电流。本发明的另一个目的是改进开关晶体管的存储特性，以在目标元件中设置和存储数据。本发明的又一个目的是提高开关晶体管的电流驱动能力。本发明的又一个目的是实现更小尺寸和更低功耗的开关晶体管。
根据本发明的较佳实施例涉及驱动电路。该电路包括多个用于在目标元件中设置和存储数据的晶体管，其中相互串联地连接所述多个晶体管，并且其中把与所属多个晶体管中的至少一个的电流驱动能力相关的特性制成与其它晶体管的不同。在此，与电流驱动能力相关的特性可以是例如电流放大系数或导通电阻。
晶体管可以是MOSFET、并且至少一个晶体管的栅极长度可以是不同于其它晶体管的栅极长度。
晶体管可以是MOSFET，并且至少一个晶体管的栅极宽度可以是不同于其它晶体管的栅极宽度。
可在数据提供源和目标元件之间提供多个晶体管，并且在所述数据提供源端处提供的晶体管的电流驱动能力可大于在所述目标元件端处提供的晶体管的电路驱动能力。目标元件可以是一驱动晶体管，它控制流向二极管或电流驱动类型的光学元件的驱动电流。目标元件可以是液晶、电容检测器或存储器。
根据本发明的另一较佳实施例也涉及一驱动电路。该电路包括第1晶体管和第2晶体管，两者都设置和存储目标元件中的数据，其中彼此串联地连接所述第1晶体管和第2晶体管，并且其中所述第1晶体管的栅极宽度比所述第2晶体管的窄，且所述第2晶体管的栅极长度比所述第1晶体管的短。
根据本发明的另一较佳实施例涉及一显示设备。该显示设备包括电流驱动类型的光学元件、控制流向所述光学元件的驱动电流的驱动晶体管、以及多个设置和存储所述驱动晶体管中数据的晶体管，其中彼此串联地连接所述多个晶体管，并且把与所述多个晶体管中的至少一个的电流驱动能力相关的特性制成与其它晶体管的不同。在此，所述光学元件可以是有机发光二极管。
要注意到在方法、设备、系统等等之间变化的上述构件和表达与所述实施例同样有效，并由所述实施例所包含。
而且，对本发明的这种概括没有必要描述所有必要的特征，使得本发明还可以是所描述的这些特征的子组合。
                       附图说明
图1示出了包括根据本发明的第1实施例的驱动电路的显示设备。
图2示出了根据本发明的第2实施例的驱动电路。
图3示出了根据本发明的第3实施例的驱动电路。
图4示出了根据本发明的第4实施例的驱动电路。
                     具体实施方式
现在将基于较佳实施例来描述本发明，较佳实施例不限制本发明的范围，只是举例说明本发明。实施例中所描述的全部特征和它们的组合对于本发明并不是必不可少的。
第1实施例
图1示出了包括根据本发明的第1实施例的驱动电路的显示设备。在该第1实施例中，显示设备10包括第1晶体管Tr1、第2晶体管Tr2、第3晶体管Tr3、电容C和二极管12。二极管12是诸如有机发光二极管(OLED)之类的起发光元件作用的光学元件。
第3晶体管Tr3是驱动晶体管，它控制流向二极管12的驱动电流。第1晶体管Tr1和第2晶体管Tr2是TFT，它们充当设置和存储第3晶体管Tr3的中的数据的开关。而且，彼此串联地连接所述第1晶体管Tr1和第2晶体管Tr2。通过实施上述的电路结构，晶体管的存储特性得到了改进，使得减少了漏电流。例如，在日本专利申请特许公开号2000-221903中揭示了如上所述的串联两个开关晶体管的电路。然而，该日本申请特许公开号2000-221903没包含对那些开关晶体管的特性或它们的对象的描述。
在该第1实施例中，这样设计第1晶体管Tr1和第2晶体管Tr2，使得它们具有与电流驱动能力相关的互不相同的特性。例如所述与电流驱动能力相关的特性是电流放大系数β。把电流放大系数表示为β＝μ(COx/2)×(W/L)，其中μ是载流子的有效迁移率，COx是每单元区域栅极氧化膜的电容，W是栅极宽度，以及L是栅极长度。在该第1实施例中，这样形成第1晶体管Tr1和第2晶体管Tr2，使得它们具有互不相同的栅极长度和栅极宽度。从而，第1晶体管Tr1和第2晶体管Tr2具有彼此互不相同的电流放大系数。
这里把第1晶体管Tr1、第2晶体管Tr2和第3晶体管Tr3表示为n沟道晶体管，但也可表示为p沟道晶体管。
把第1晶体管Tr1的栅极电极连接到栅极线14，把第1晶体管的漏极电极(或源极电极)连接至数据线16，并把第1晶体管Tr1的源极电极(或漏极电极)连接至第2晶体管Tr2的漏极电极(或源极电极)。把第2晶体管Tr2的栅极电极连接到栅极线14，并把第2晶体管Tr2的源极电极(或漏极电极)连接到第3晶体管Tr3的栅极电极和电容C的一个电极。把电容C的另一个电极设置在预定的电位上。把数据线16连接至恒流源，并发送确定流向二极管12的电流的亮度数据。
把第3晶体管Tr3的漏极电极连接到电源线18，并且把第3晶体管Tr3的源极电极连接至二极管12的正极。二极管12的负极接地。把电源线18连接至一电源(未示出)，并把预定的电压施加到电源线18上。
在该第1实施例中，有如下所述4种方法或结构，使得第1晶体管Tr1和第2晶体管Tr2的电流放大系数互不相同：
(1)使第1晶体管Tr1的栅极长度比第2晶体管Tr2的短；
(2)使第2晶体管Tr2的栅极长度比第1晶体管Tr1的短；
(3)使第1晶体管Tr1的栅极宽度比第2晶体管Tr2的窄；
(4)使第2晶体管Tr2的栅极宽度比第1晶体管Tr1的窄；
这4种方法或结构中的每一种都具有如下所述的优点：
(1)通过使第1晶体管Tr1的栅极长度比第2晶体管Tr2的短，将产生第1晶体管Tr1的增加的电流放大系数、较小的尺寸和较低的功耗，而保持第2晶体管Tr2的存储特性的优点。然而，通过保持高水平的第2晶体管Tr2的存储特性，该第2晶体管直接连接至第3晶体管，可减少来自第3晶体管Tr3的漏电流，并可更精确地保持第3晶体管Tr3的栅极电位。
(2)通过使第2晶体管Tr2的栅极长度比第1晶体管Tr1的短，将产生减少的第2晶体管Tr2所要求的栅极电容，而保持第1晶体管Tr1的存储特性的优点。这减少了第2晶体管Tr2的栅极电容对第3晶体管Tr3的栅极电位的影响，并能够更精确地保持第3晶体管的栅极电位。
(3)通过使第2晶体管Tr2的栅极宽度比第1晶体管Tr1的窄，可进一步提高第2晶体管的存储特性，而保持第1晶体管Tr1的电流放大系数。而且，通过保持高水平的第2晶体管Tr2的存储特性，该第2晶体管Tr2直接连接到第3晶体管Tr3，可减少来自第3晶体管Tr3的漏电流，并可更精确地保持第3晶体管Tr3的栅极电位。
(4)通过使第1晶体管Tr1的栅极宽度比第2晶体管Tr2的窄，可进一步提高第2晶体管Tr2的存储特性，而保持第2晶体管Tr2的电流放大系数。
在该第1实施例中，可实施上述任何方法或结构，以通过考虑那些方法和结构的优点来优化目标显示设备。
而且，上述方法或结构的各种组合也是可能的。例如，可把(1)的结构与(4)的结构相组合，或把(2)的结构与(3)的结构相组合。通过这些组合，既可以把晶体管制成更小，也可以通过栅极电容中的减少来实现较低的功耗。而且，将产生可以使一个晶体管的电流放大系数更大，而同时改进另一晶体管的存储特性的优点。除此之外，可进一步改进存储特性，因为两个晶体管是互相串联的。
第2实施例
图2示出了根据本发明的第2实施例的驱动电路。第2实施例与第1实施例的不同之处是，驱动电路20包括液晶22，而代替了根据上述第1实施例的显示设备10中的第3晶体管Tr3和二极管12。因此，在下面的描述中，将用相同的标号指定那些与第1实施例中等同的元件，并将适当地省略对它们的描述。把液晶22连接至第2晶体管Tr2的漏极电极(或源极电极)。
同样，在第2实施例中，可以这样的方式设计晶体管，使得第1晶体管Tr1和第2晶体管Tr2具有彼此互不相同的电流驱动能力。同样该情况下，可以实施上述第1实施例中所描述的任何方法和结构，以通过考虑那些方法或结构的优点来优化与晶体管的电流驱动能力相关的目标驱动电路。
第3实施例
图3示出了根据本发明的第3实施例的驱动电路。该第3实施例与第1实施例的不同之处是，驱动电路30包括电容检测器32，代替了根据第1实施例的显示设备中的第3晶体管Tr3和二极管12。
把电容检测器32连接到第2晶体管Tr2的漏极电极(或源极电极)。例如，所述电容检测器32是各种传感器的任一种。
同样在第3实施例中，可以实施第1实施例中所描述的任何方法和结构，以通过考虑那些方法或结构的优点来优化与晶体管的电流驱动能力相关的目标驱动电路。
第4实施例
图4示出了根据本发明的第4实施例的驱动电路。该第4实施例与第1实施例的不同之处是，驱动电路40包括存储器42，代替了根据第1实施例的显示设备中的第3晶体管Tr3和二极管12。而且，该驱动电路40还包括第4晶体管，该晶体管是开关TFT。
把存储器42的电极之一连接到第2晶体管Tr2的漏极电极(或源极电极)，而把存储器42的另一电极设置在预定电位上。
在该第4实施例中，可以这样设计第1晶体管Tr1、第2晶体管Tr2和第4晶体管Tr4，使得所述晶体管中至少一个具有与电路驱动能力相关的不同于其它晶体管的特性。同样在该情况下，可以实施第1实施例中所描述的任何方法和结构，以通过考虑那些方法或结构的优点来优化与晶体管的电流驱动能力相关的目标驱动电路。
已根据仅是示例性的实施例描述了本发明。本领域的技术人员理解，存在其它各种对上述的每个元件和过程的组合的修改，并且这样的修改包含于本发明的范围之内。下面将描述这样修改的例子。
本发明的第1实施例中描述的显示设备和第3实施例中描述的驱动电路也可包括3个开关晶体管，而与第4实施例中描述的方式类似。而且，上述所有较佳实施例都可包括更多个开关晶体管。
还可改变栅极绝缘体的厚度和进入栅极电极的离子剂量，以便实现与多个晶体管的电流驱动能力相关的不同特性。
虽然借助示例性实施例已描述了本发明，但是应理解本领域的技术人员可进一步作出改变和替换，而不背离由附属的权利要求所规定的本发明的范围。

Claims (22)

1.一种驱动电路，包括把数据设置并存储于目标元件的多个晶体管，其特征在于所述多个晶体管彼此串联地连接，并且其中所述多个晶体管中的至少一个晶体管的与电流驱动能力相关的特性制成与其它晶体管的不同。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于所述多个晶体管是MOSFET，并且其中所述至少一个晶体管的栅极长度与其它晶体管的不同。
3.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于所述多个晶体管是MOSFET，并且其中所述至少一个晶体管的栅极宽度与其它晶体管的不同。
4.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于在数据提供源和所述目标元件之间提供所述多个晶体管，并且其中在所述数据提供源一端处提供的晶体管的电流驱动能力比在所述目标元件一端处提供的大。
5.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于所述与电流驱动能力相关的特性是电流放大系数。
6.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于所述目标元件是一驱动晶体管，它控制流向二极管的驱动电流。
7.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于所述目标元件是一驱动晶体管，它控制流向电流驱动类型的光学元件的驱动电流。
8.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于所述目标元件是液晶。
9.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于所述目标元件是电容检测器。
10.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于所述目标元件是存储器。
11.一种驱动电路，包括第1晶体管和第2晶体管，它们把数据设置并存储于目标元件中，其特征在于所述第1晶体管和第2晶体管彼此串联地连接，并且其中所述第1晶体管的栅极宽度比所述第2晶体管的窄，而所述第2晶体管的栅极长度比所述第1晶体管的短。
12.如权利要求11所述的驱动电路，其特征在于在数据提供源和所述目标元件之间提供所述第1晶体管和所述第2晶体管，并且其中在所述数据提供源一端处提供所述第2晶体管。
13.如权利要求11所述的驱动电路，其特征在于所述目标元件是控制流向二极管的驱动电流的驱动晶体管。
14.如权利要求11所述的驱动电路，其特征在于所述目标元件是控制流向电流驱动类型的光学元件的驱动电流的驱动晶体管。
15.根据权利要求11所述的驱动电路，其特征在于所述目标元件是液晶。
16.根据权利要求11所述的驱动电路，其特征在于所述目标元件是电容检测器。
17.根据权利要求11所述的驱动电路，其特征在于所述目标元件是存储器。
18.一种显示设备，其特征在于包括：
电流驱动类型的光学元件；
控制流向所述光学元件的驱动电流的驱动晶体管；以及
把数据设置和存储于所述驱动晶体管中的多个晶体管，
其中所述多个晶体管彼此串联地连接，并且所述多个晶体管中的至少一个晶体管的与电流驱动能力相关的特性制成与其它晶体管的不同。
19.根据权利要求18所述的显示设备，其特征在于所述光学元件是有机发光二极管。
20.根据权利要求18所述的显示设备，其特征在于所述多个晶体管是MOSFET，并且其中所述至少一个晶体管的栅极长度与其它晶体管的不同。
21.根据权利要求18所述的显示设备，其特征在于所述多个晶体管是MOSFET，并且其中所述至少一个晶体管的栅极宽度与其它晶体管的不同。
22.根据权利要求18所述的显示设备，其特征在于在数据提供源和所述驱动晶体管之间提供所述多个晶体管，并且其中在所述数据提供源一端处提供的晶体管的电流驱动能力比在所述驱动晶体管的一端处提供的大。
CNB021459282A 2002-01-29 2002-12-26 驱动电路和包括该驱动电路的显示设备 Expired - Lifetime CN1189852C (zh)

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