具体实施方式

在下文中，将参考附图阐述本发明的显示器的配置及驱动发光的方法。以下附图是示意性地进行例示，且附图中的尺寸比率及数目未必与实际尺寸比率及实际数目一致。

配置

首先，将阐述显示器的配置。图1是显示器1的实施例的一部分的示意性配置图。如图1中所示，本实施例的显示器1包括：发光单元10，包括排列成阵列的垂直有机发光晶体管；数据线11，向垂直有机发光晶体管的栅极电极供应电压；电流供应线12，向垂直有机发光晶体管的源极电极供应电流；栅极线13，控制薄膜晶体管；以及控制器15。

图2是显示器1的实施例中的发光单元10的示意性电路图。如图2中所示，发光单元10包括：垂直有机发光晶体管20；薄膜晶体管21，控制向垂直有机发光晶体管20的栅极电极的电压供应；以及电容器23，连接于垂直有机发光晶体管20的源极电极与栅极电极之间(依据垂直发光晶体管20的栅极电极及源极电极的电容值而定，可能需要或可不需要独立的电容器元件)。

数据线11是经由薄膜晶体管21向垂直有机发光晶体管20的栅极电极施加电压的布线，以根据欲被显示的图像调节垂直有机发光晶体管20的发光亮度。电流供应线12是向垂直有机发光晶体管20的源极电极供应电流的布线。

栅极线13连接至薄膜晶体管21的栅极电极，并控制薄膜晶体管21的接通/关断，即，控制垂直有机发光晶体管20的栅极电极与数据线11之间的连接性(connectivity)。

控制器15控制数据线11的电压及栅极线13的电压，以调节发光单元10(垂直有机发光晶体管20)中的每一者的发光亮度。关于控制的细节将在下面的控制方法项中进行阐述。

构成控制器15的每一区块的具体配置是由专用电路、由软件程序控制的处理器、或其组合来构成。举例而言，专用电路可为专用集成电路(专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，简称为ASIC))或可编程装置(可编程逻辑装置(programmable logic device，PLD)、复杂可编程逻辑装置(complex programmable logicdevice，CPLD)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA))。ASIC被配置成电性连接至用于产生控制信号的逻辑电路及驱动电路，所述逻辑电路配置于上面配置有垂直有机发光晶体管20的基底上，所述驱动电路用于驱动垂直有机发光晶体管20中的每一者或每一条线(11、12、13、14)。可编程装置可通过编程来构建专用电路。

处理器可为中央处理器(central processing unit，简称为CPU)、另一通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，简称为DSP)、ASIC等。通用处理器可为微处理器，且处理器可为任何标准处理器等。各种处理步骤可由硬件处理器直接执行或者可由处理器中的硬件与软件(或软件功能模块)的组合来执行。此外，可使用例如微控制器的控制装置。

电容器23是被设置成在薄膜晶体管21处于关断状态时使显示图像维持预定时间的电压保持元件，且保持垂直有机发光晶体管20的栅极电极与源极电极之间的电压。

接下来，将阐述形成于基底上的每一元件的结构。图4是配置于基底30上的发光单元10的示意性元件配置的俯视图。图5是图4中的发光单元10的侧视图。如图4及5中所示，垂直有机发光晶体管20及薄膜晶体管21形成于由数据线11、电流供应线12及栅极线13划分的区中。

基底30可由玻璃材料或塑料材料(例如聚对苯二甲酸乙二酯(Poly EthyleneTerephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二酯(Poly Ethylene Naphthalate，PEN)或聚酰亚胺)制成。

在以下说明中，将通过如下假设来进行说明：数据线11及电流供应线12的布线方向是X方向，栅极线13的布线方向是Y方向，与X方向及Y方向正交的方向是Z方向，且朝向远离基底30的方向(+Z方向)的一侧是上层侧。

在垂直有机发光晶体管20的配置中，形成源极电极层20s，并经由由介电质形成的栅极绝缘膜层20h在源极电极层20s下面进一步形成栅极电极层20g。源极电极层20s被配置成自上层将含碳的导电材料(在本实施例中，为碳纳米管)施加至对应于阴极电极的漏极电极层20d、有机EL层20c、有机半导体层20a及表面层31的表面上。当向栅极电极层20g施加电压时，有机半导体层20a与源极电极层20s之间的肖特基势垒(Schottky barrier)发生改变，且一旦超过预定阈值，电流便会自源极电极层20s流至有机半导体层20a及有机EL层20c，从而使垂直有机发光晶体管20发光。

在本实施例的显示器1中，基底30由对可见光透明的材料制成，且栅极电极层20g及源极电极层20s也具有足够的透明度以使可见光穿过而不被完全阻挡，进而使自有机EL层20c发射的光穿过基底30并发射至外部，从而显示图像。如上所述，使光穿过基底30并发射光的方法也被称为“底部发射方法(bottom emission method)”，所述方法具有电极之间的布线连接容易且易于制造的优点。

在薄膜晶体管21中，源极电极层21s与漏极电极层21d连接且将氧化物半导体层21a夹置于源极电极层21s与漏极电极层21d之间，并且栅极电极层21g形成于氧化物半导体层21a下面且将绝缘膜层或介电层夹置于栅极电极层21g与氧化物半导体层21a之间。在每种情况下，当向栅极电极层21g施加电压时，均在氧化物半导体层21a中形成通道，且源极电极层21s及漏极电极层21d被通电。

在薄膜晶体管21中，源极电极层21s连接至数据线11，且漏极电极层21d连接至垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g。在薄膜晶体管21中，源极电极层21s可连接至垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g，且漏极电极层21d可连接至数据线11。

如图4中所示，垂直有机发光晶体管20被形成为使发光区尽可能大，以实现高孔径比(aperture ratio)，从而有利于实现高的亮度，且薄膜晶体管21被形成为在所分段的区的拐角处尽可能小，以使对于垂直有机发光晶体管20的发光区的影响小。

在图4及5中，并未例示电容器23，但是如图5中所示，在本实施例的垂直有机发光晶体管20中，源极电极层20s与栅极电极层20g被排列成以将栅极绝缘膜层20h夹置于源极电极层20s与栅极电极层20g之间的方式彼此面对，以提供作为寄生元件的电容器23。在此种作为寄生元件的电容器23中，当电容值不足时，可另外形成另一电容器。

在下文中，将举例说明用于每一层的材料。

垂直有机发光晶体管20的漏极电极层20d的材料的实施例包括单层或多层石墨烯、碳纳米管、铝(Al)、氟化锂(LiF)、氧化钼(Mo_XO_Y)、氧化铟锡(ITO)及氧化锌(ZnO)。

垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g的材料的实施例包括掺杂有金属(例如铝(Al)、锡(Sn)、钇(Y)、钪(Sc)或镓(Ga))的氧化锌(ZnO)、掺杂有金属及未进行掺杂的透明导电氧化物(例如氧化铟(In₂O₃)、二氧化锡(SnO₂)及氧化镉(CdO))、以及包含其组合的材料。作为另外一种选择，可采用铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、镉(Cd)、镍(Ni)及钽(Ta)及其组合、以及p-掺杂硅(Si)或n-掺杂硅(Si)及砷化镓(GaAs)。

垂直有机发光晶体管20的表面层31与栅极电极层20g之间的栅极绝缘膜层20h的材料的实施例包括有机化合物，例如氧化硅(SiO_X)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅(Si₃N₄)、氧化钇(Y₂O₃)、钛酸铅(PbTiO_X)、钛酸铝(AlTiO_X)、玻璃及聚对二甲苯聚合物、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯基苯酚、聚甲基丙烯酸甲酯及氟聚合物。

垂直有机发光晶体管20的有机半导体层20a的材料的实施例包括：线型缩合(linear condensed)多环芳族化合物(或并苯化合物(acene compound))(例如萘、蒽、红荧烯、并四苯、并五苯、并六苯及其衍生物)、颜料(例如铜酞菁(copper phthalocyanine，CuPc)化合物、偶氮化合物、苝化合物及其衍生物)、低分子量化合物(例如腙化合物、三苯基甲烷化合物、二苯基甲烷化合物、二苯乙烯化合物、烯丙基乙烯基化合物、吡唑啉化合物、三苯胺衍生物(triphenylamine derivative，TPD)、烯丙基胺化合物、低分子量胺衍生物(a-NPD)、2,2',7,7'-四(二苯基氨基)-9,9'-螺二芴(2,2',7,7'-tetrakis(diphenylamino)-9,9'-spirobifluorene，spiro-TAD)、N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基-4,4'-二氨基联苯基(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl，spiro-NPB)、4,4',4"-三[N-3-甲基苯基-N-苯基氨基]三苯基胺(4,4',4"-tris[N-3-methylphenyl-N-phenylamino]triphenylamine，mMTDATA)、2,2',7,7'-四(2,2-二苯基乙烯基)-9,9-螺二芴(2,2',7,7'-tetrakis(2,2-diphenylvinyl)-9,9-spirobifluorene，spiro-DPVBi)、4,4'-双(2,2-二苯基乙烯基)联苯基(4,4'-bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl，DPVBi)、(8-羟基喹啉)铝((8-quinolinolato)aluminum，Alq)、三(8-羟基喹啉)铝(tris(8-quinolinolato)aluminum，Alq3)、三(4-甲基-8羟基喹啉)铝(tris(4-methyl-8quinolinolato)aluminum，Almq3)及其衍生物)、聚合物化合物(例如聚噻吩、聚(对亚苯亚乙烯)(poly(p-phenylenevinylene)，PPV)、含联苯基的聚合物、含二烷氧基的聚合物、烷氧基苯基PPV、苯基PPV、苯基/二烷氧基PPV共聚物、聚(2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基)(poly(2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene)，MEH-PPV)、聚(乙烯二氧基噻吩)(poly(ethylenedioxythiophene)，PEDOT)、聚(苯乙烯磺酸)(poly(styrenesulfonicacid)，PSS)、聚苯胺(poly(aniline)，PAM)、聚(N-乙烯基咔唑)、聚(乙烯基芘)、聚(乙烯基蒽)、芘甲醛树脂、乙基咔唑甲醛卤化树脂及其改性化合物)、n型传输有机低分子(例如5,5_-二全氟己基羰基-2,2_：5_,2_：5_,2_-四噻吩(DFHCO-4T)、α,ω-二全氟己基四噻吩(DFH-4T)、二(全氟苯基羰基)-2,2'5',2”5”,2-四聚噻吩(DFCO-4T)、聚{[N,N'-双(2-辛基十二烷醇)萘-1,4,5,8-双-(二甲酰亚胺)-2,6-二基]-5,5'-(2,2'-双噻吩)}(P(NDI2OD-T2))、N,N'-双(正辛基)-二氰乙炔-3,4,9,10-双(二甲酰亚胺)(PDI8-CN2)、N,N'-1H,1H-全氟丁基二氰基苝酰亚胺(PDIF-CN2)、氟化酞菁铜(F16CuPc)、富勒烯、萘、苝及寡聚噻吩衍生物、寡聚物或聚合物)，以及具有噻吩环的芳族化合物(例如噻吩并[3,2-b]噻吩、二萘基[2,3-b：2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩(dinaphthyl[2,3-b：2',3'-f]thieno[3,2-b]thiophene，DNTT)及2-癸基-7-苯基[1]苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩(2-decyl-7-phenyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene，BTBT))。

此处，在垂直有机发光晶体管20中，适当地选择具有合适能级的有机半导体，从而可有利地使用通常用于OLED显示器中的空穴注入层、空穴传输层、有机EL层、电子传输层、电子注入层等。通过选择构成有机EL层20c的材料而调节发射至外部的光的颜色，以发射例如红色、绿色及蓝色等颜色的光。此外，垂直有机发光晶体管20可被配置成发射白光，且在具有相同垂直有机发光晶体管20的像素中，可并入彩色滤光片并使用彩色滤光片来选择期望颜色的光并因此发射光。此外，垂直有机发光晶体管20可被配置成发射短波长的光(例如蓝光)，且在具有相同垂直有机发光晶体管20的像素中，可使用由能量转换材料(例如量子点)组成的层将发射的光转换成期望的波长，并因此发射期望颜色(例如绿色及红色)的光。

表面层31是为了固定源极电极层20s(具体而言是CNT层)而形成于栅极绝缘膜层20h上的层。表面层31可通过施加含有由硅烷偶合材料、丙烯酸树脂等形成的粘合剂树脂的组合物来形成。

由薄膜晶体管21构成的氧化物半导体层21a的材料的实施例包括In-Ga-Zn-O系半导体、Zn-O系半导体(ZnO)、In-Zn-O系半导体(IZO(注册商标))、Zn-Ti-O系半导体(ZTO)、Cd-Ge-O系半导体、Cd-Pb-O半导体、氧化镉(CdO)、Mg-Zn-O系半导体、In-Sn-Zn-O系半导体(举例而言，In₂O₃-SnO₂-ZnO)及In-Ga-Sn-O系半导体。

在本实施例中，薄膜晶体管21为由氧化物半导体制成的薄膜晶体管，但是也可为由非晶硅制成的薄膜晶体管。可使用p型或n型。此外，作为特定配置，可采用任何配置，例如交错型、倒置交错型、共面型或倒置共面型。

在有机半导体层20a与表面层31之间形成挡堤层24以进行绝缘，且在源极电极层20s连接至数据线11的部分处对挡堤层24进行填充，以填充形成于表面层31与栅极绝缘膜层20h中的间隙来进行绝缘。

也可采用专利文献1及专利文献2中阐述的垂直有机发光晶体管20作为垂直有机发光晶体管20。

控制方法

最后，将阐述显示控制方法。在本实施例中，如图1中所示，发光单元10排列成阵列。图1中垂直方向上的一列共享数据线11及电流供应线12，且在图1中水平方向上的一列中提供栅极线13。

当显示器1的电源接通并开始进行控制时，显示器1向数据线11施加基于图像数据确定的电压，以向对应于一个像素的垂直有机发光晶体管20的栅极电极施加电压。然后，控制器15实行控制以将与被供应施加至数据线11的电压的垂直有机发光晶体管20连接的薄膜晶体管21自关断状态切换至接通状态。

当施加至数据线11的电压被供应至垂直有机发光晶体管20时，控制器15实行控制以将薄膜晶体管21自接通状态切换至关断状态。此时，由电容器23维持施加至垂直有机发光晶体管20的栅极电极的电压，从而维持发光亮度。

此后，显示器1向数据线11施加基于图像数据确定的电压，以向对应于另一像素的垂直有机发光晶体管20施加电压，且控制器15控制薄膜晶体管21。

对垂直有机发光晶体管20中的每一者依序实行这些控制，且对所有垂直有机发光晶体管20实行上述控制，从而在显示器1上显示图像。

如上所述，由于显示器1对于对应于每一像素的垂直有机发光晶体管20依序重复相同的程序，因此下面将仅对一个发光单元10的控制程序的细节进行阐述。

图6是示出发光单元10的驱动控制程序的流程图。图7是示出施加至垂直有机发光晶体管20的栅极电极的电压变动的曲线图。在图7中，纵轴表示施加至垂直有机发光晶体管20的栅极电极的电压的值(Vg)与施加至垂直有机发光晶体管20的源极电极的电压的值(Vs)之间的差(ΔV＝Vg-Vs)，且横轴表示时间轴。

在本说明书中，将通过如下假设来进行说明：垂直有机发光晶体管20被构成为一种如下晶体管：当ΔV为正时，随着ΔV的绝对值变大，垂直有机发光晶体管20发射具有更高亮度的光，即，垂直有机发光晶体管20被构成为n型晶体管。然而，垂直有机发光晶体管20也可被构成为p型晶体管：当ΔV为负时，随着ΔV的绝对值变大，垂直有机发光晶体管20发射具有更高亮度的光。

如图6及7中所示，首先，为了将基于欲被显示的图像数据确定的电压施加至目标垂直有机发光晶体管20的栅极电极，将此电压施加至数据线11(S1)。然后，控制器15实行控制以将连接至目标垂直有机发光晶体管20的栅极电极的薄膜晶体管21自关断状态切换至接通状态(S2)。

此处，在薄膜晶体管21自关断状态切换至接通状态之后，垂直有机发光晶体管20的栅极电极达到与施加至数据线11的电压实质上相同的电压的时间被定义为t1。实质上相同的电压优选为相对于施加至数据线11的电压为95％或更高的电压，更优选为99％或更高的电压。

当时间t1经过时，控制器15将薄膜晶体管21自接通状态切换至关断状态(S3)，且电容器23维持电压值(ΔV1)达预定周期t2(S4)。

在将电压值(ΔV1)仅维持预定周期t2之后，控制器15基于在步骤S1中作为确定欲被施加至数据线11的电压的基础的图像数据而将具有与ΔV1的极性相反的极性的电压值施加至与每一像素对应的垂直有机发光晶体管20的栅极电极中的数据线11(S5)。然后，控制器15实行控制以将连接至目标垂直有机发光晶体管20的栅极电极的薄膜晶体管21自关断状态切换至接通状态(S6)。

此处，在薄膜晶体管21自关断状态切换至接通状态之后，垂直有机发光晶体管20的栅极电极达到与施加至数据线11的电压实质上相同的电压的时间被定义为t3。

当时间t3经过时，控制器15将薄膜晶体管21自接通状态切换至关断状态(S7)，且电容器23将电压值(Vg2)维持仅预定周期t4(S8)。

在将电压值(ΔV2)维持仅预定周期t4之后，控制器15基于欲被显示的下一图像数据对数据线11施加所确定的电压，以对目标垂直有机发光晶体管20的栅极电极施加所确定的电压(S9)。此后，重复上述自步骤S2至步骤S9的操作，直至停止供电或停止控制。

在本实施例中，如图7中所示，每一次均设置t2>t4，且实行控制以使ΔV1＝？ΔV2。然而，每一次的长度及电压值的关系可任意确定。

在上述配置中，当实行驱动发光的方法时，累积于例如垂直有机发光晶体管20的源极电极层20s与栅极绝缘膜层20h及有机半导体层20a之间的界面处的电荷被释放，且垂直有机发光晶体管20的特性可恢复至接近晶体管刚被制成或在工厂装运时的状态。因此，抑制了显示器1在长时间段内的亮度的改变。

在本实施例的驱动发光方法中，如上所述，在t4的状态下，垂直有机发光晶体管20处于关断状态，且几乎没有电流流动。因此，以帧速率间隔插入黑荧幕。当在本实施例的驱动发光的方法中，如上所述在t4的状态下垂直有机发光晶体管20处于关断状态时，电流供应线上的Vdd电压可维持与在t2时的状态下相同的值。然而，在t4周期期间，电流供应线上的Vdd电压也可改变为不同的值，例如改变为具有合适的值的相反电压。在此种情况下，垂直发光晶体管的源极电极与阴极电极之间的电压也将跟随电流供应线上的电压变化而变得相反。此将影响共享电流供应线的所有像素，因此只有当共享电流供应线的所有像素均处于t4周期时才会进行。垂直发光晶体管的源极电极与阴极电极之间的相反电压可在垂直发光晶体管的整个层堆叠两端感应出电场分布(electric field distribution)，所述电场分布与发光周期期间的电场相反，从而对每一功能层及辅助层内以及功能层与辅助层之间所累积或捕获的电荷潜在地解除捕获(de-trap)，所述功能层及辅助层包括有机半导体通道层、空穴注入层、空穴传输层、有机EL层、电子传输层及电子注入层。将电荷自这些层和/或界面解除捕获可帮助降低垂直发光晶体管的操作电压并增加其寿命。由于电源供应线上的此种电压反转是在黑荧幕插入周期期间完成的，因此面板亮度或显示内容不会受到影响。

在液晶显示器或有机EL显示器中，暂时插入与以帧速率间隔显示的图像不同的荧幕，以在前一图像被切换至下一图像时减少残留图像。因此，通过以上述方法抑制残留图像，显示器1可更清楚地显示图像及移动图像。

另一实施例

以下，将阐述另一实施例。

<1>在上述驱动发光的方法中，可施加预定电压值作为被施加至垂直有机发光晶体管20的栅极电极的Vg2，而无论Vg1如何。

<2>在上述驱动发光的方法中，在更新欲被显示的图像时，无需每次均必须将Vg2施加至垂直有机发光晶体管20的栅极电极，且可在每当实行若干次图像更新后施加一次Vg2。

<3>显示器1可被配置成将自有机EL层20c发射的光发射至基底30的相对侧并显示图像。此种配置也被称为“顶部发射方法(top emission method)”，且具有可在垂直有机发光晶体管20与基底30之间配置元件的优点。

<4>上述显示器1中所包括的配置及控制方法仅为实施例，且本发明并不限于所例示的配置。