专利名称：有源矩阵型显示装置及其检查方法
技术领域：
本发明涉及使用TFT(Thin Film Transistor薄膜晶体管)的OEL(OrganicElectro Luminesence有机电致发光)等的显示装置。
已有技术已有的使用TFT的有源矩阵型显示装置使用图5来说明。图5是表示每1个像素的等效电路的图。如图5所示，将OEL作为显示元件的显示装置的各像素基本由切换用的第一晶体管Tr1和元件驱动用的第二晶体管Tr2以及保持电容C构成。
第一晶体管Tr1的漏极端子(D)连接于数据电压信号(Vdata)的输入线，栅极端子(G)接收来自外部的栅极信号(Gate Sig)的输入。该第一晶体管Tr1的源极端子(S)连接于保持电容C的一个端子和第二晶体管Tr2的栅极端子(G)。保持电容C的另一端子连接于VSC线。
第二晶体管Tr2的源极端子(S)上施加电源电压PVdd，漏极端子(D)连接于OEL元件的阳极。
即，已有的显示装置中，对于第一晶体管Tr1，在其漏极端子(D)上施加与规定的色调值对应的数据电压信号的同时，在栅极端子(G)上输入栅极信号，第一晶体管Tr1为导通状态，在保持电容C中保持与数据电压信号的电压值对应的电荷。并且，通过该保持电容C中保持的电荷量，控制第二晶体管Tr2的源极端子(S)和漏极端子(D)之间导通状态(电阻)，通过电源电压PVdd和该控制的电阻值决定的电流值驱动OEL元件。即，通过第一晶体管Tr1上输入的数据电压信号，控制第二晶体管Tr2的电阻值，进而控制流过OEL的电流值，OEL以希望的色调的亮度发光。
这样的有源矩阵型显示装置自发光、轻薄，能以低消耗功率来驱动，有望成为下一代显示器。但是，该显示装置尚在研究阶段，廉价地、高精度且高效率地用于检查各像素的缺陷的装置还未提出。
当前作为在各像素中具有TFT的显示装置，已知有有源矩阵型TFTLCD。该TFTLCD中，LCD由经各像素TFT施加的电压所控制。因此，LCD中，TFT基板内的缺陷检查中，一般是检查针对保持电容C的电荷存储状态，判断晶体管是否良好。
发明要解决的问题但是，通过上述已有的电流值控制来控制OEL的发光色调的情况下，为了使各发光元件的亮度由通过第一晶体管Tr1和C保持的电压对栅极电压进行控制的第二晶体管Tr2的源极漏极之间的电流来支配，需要用于使用该电流值进行检查的特殊装置，不能通过已有的测试进行检查，难以在实际显示状态下即刻进行缺陷检查。
本发明鉴于上述情况作出，目的是提供一种可在实际的显示状态下即刻容易地进行缺陷检查的显示装置。解决问题的方案用于解决上述已有例的问题的本发明是一种有源矩阵型显示装置，其特征在于各像素具有显示元件；切换用的第一晶体管；保持在上述第一晶体管导通状态期间经该第一晶体管提供的电压信号的保持电容；由上述保持电容保持、根据其栅极上施加的电压信号向显示元件提供来自电源线的功率的元件驱动用的第二晶体管；所连接的、通过从上述第二晶体管流向上述显示元件的电流而接受电荷存储的附加电容。
本发明的某一形式中，上述附加电容用于检查在该有源矩阵型显示装置和基板上形成并构成所述像素的矩阵阵列基板。这里，上述显示元件是以与提供功率对应的亮度发光的发光元件，上述附加电容控制单位时间内向上述显示元件提供的功率量，控制上述显示元件的发光亮度。
为解决上述已有例的问题的本发明是一种检查上述显示装置的检查方法，其特征在于驱动各像素，从而在上述附加电容中存储电荷，测量上述附加电容中存储的电荷量，通过按每个元件测量的电荷量，检查向各元件提供的电流量的均匀性。
图3是沿着图2的A-A线的剖面简图；图4是沿着图2的B-B线的剖面简图；图5是表示已有的有源矩阵型显示装置中1个像素的等效电路的电路图。
发明的实施例参考
本发明的实施例。图1是表示本发明的实施例的有源矩阵型显示装置中1个像素的等效电路的电路图。将OEL作为显示元件的本实施例的显示装置的各像素如图1所示基本包括切换用的第一晶体管Tr1、元件驱动用的第二晶体管Tr2、保持电容C1和附加电容C2。并且，这些像素例如按矩阵形状形成多个基板状，构成矩阵阵列。例如，该矩阵阵列基板的元件形成面上设置规定的封止部件，作成显示装置。
第一晶体管Tr1的漏极端子(D)连接于数据电压信号(Vdata)的输入线，栅极端子(G)接受来自外部的栅极信号(Gate Sig)的输入。该第一晶体管Tr1的源极端子(S)连接于保持电容C1的一个端子和第二晶体管Tr2的栅极端子(G)。保持电容C1的另一端子连接于VSC线。
第二晶体管Tr2的源极端子(S)上施加电源电压PVdd，漏极端子(D)连接于OEL元件的阳极和附加电容C2的一个端子。附加电容C2的另一个端子连接于VSC线。
接着说明该电路的操作。对于第一晶体管Tr1，在其漏极端子(D)上施加与规定的色调值对应的数据电压信号的同时，在栅极端子(G)上输入栅极信号，将第一晶体管Tr1设为导通状态，在保持电容C1中保持与数据电压信号的电压值对应的电荷。
并且，通过该保持电容C1中保持的电荷量，控制第二晶体管Tr2的源极端子(S)和漏极端子(D)之间导通状态(电阻)，通过电源电压PVdd和该控制的电阻值决定的电流值驱动OEL元件。此时，向附加电容C2的一个端子上也提供功率，在附加电容C2上存储与其功率对应的电荷。
图2是各像素用上述图1的等效电路表示的有源矩阵型显示装置的EL像素附近的平面图；图3是表示沿着A-A线的剖面简图；图4是表示沿着B-B线的剖面简图。如图2所示，在列方向上延伸的数据线11和在行方向上延伸的栅极线12包围的区域为1个像素区域，该区域内配置第一晶体管Tr1、保持电容C1、第二晶体管Tr2、发光区域R和附加电容C2。这里，保持电容C1包括从基板上形成的第一晶体管Tr1的漏极部分延伸的岛状图案21和经栅极绝缘膜在该岛状图案21上层叠的VSC线13上的岛状图案。从该岛状图案21形成从第一晶体管Tr1的漏极部分到源极部分的线，连接于数据线11上。该线上层叠栅极绝缘膜和栅极(G)，另外，层间绝缘膜和第一平坦化绝缘层依次层叠。
从第二晶体管Tr2的漏极部分延伸的线22连接于PVdd线14，经栅极绝缘膜与栅极交叉，沿着构成附加电容C2的电极31在基板上形成。这里电极31连接于VSC线13上的岛状图案(保持电容C1的一个电极)。即，很容易通过对线22的图案作若干变更而形成附加电容C2中的一个电极，另一电极31与第二晶体管r2T的栅极端子一起在同一栅极绝缘膜上形成。也就是说，与保持电容C1的VSC线13在同一层，并且与VSC线13一体地形成。因此，该附加电容C2的形成中不需要添加新的制造工序。
本实施例中，构成附加电容C2的一对电极沿着发光区域外周附近形成，因此形成附加电容C2产生的发光区域的减少，即孔径的降低并不多，当考虑通过发光时的扩散而引起光扩展时，不损失明亮度。并且，这样的发光区域外周形成的附加电容C2的另一电极31和栅极端子(G)以及保持电容C1的VSC线13上依次层叠层间绝缘膜、第一平坦化绝缘层，附加电容C2上依次层叠阳极、空穴输送层、发光层、电子输送层，在其上形成阴极。这些阳极、空穴输送层、发光层、电子输送层以外的部分通过第二平坦化绝缘层填充。
本实施例的有源矩阵型显示装置具有以上的结构，如下所述动作。当与原来相同地驱动本实施例的有源矩阵型显示装置的各像素时，附加电容C2上存储与通过由第一晶体管Tr1和C1保持的电压所控制的第二晶体管Tr2的源极端子向发光元件流动的电流量对应的电荷。这样在存储电荷的状态下，接通第二晶体管Tr2，从电源线PVdd测定在各个像素的附加电容C2上存储的电荷。此时，附加电容C2的电容值C最好是数十fF＝数10-15F左右。
这样一来，附加电容C2上存储的电荷量和其他像素有很大差异时，判别出向该像素的发光元件上提供的电流值不同，可直接检查向发光元件流入的电流值的异常。
另外，在这种检查中，由于测定附加电容C2的电荷量，因此可以使用原来的LCD的TFT检查用的(用于测定保持电容C的电荷的)装置。使用发光物质的特性(功率值—亮度特性)急剧变化、亮度相对功率值变化的变化大的发光元件材料时，该元件使得通过例如低温聚合硅TFT得到希望的色调的TFT栅极的电压值控制变得困难。此时，TFT侧要求大幅度变更阻抗，或者通过使用物性不同的发光物质来应付，但根据本实施例，通过该附加电容C2的电容值C和第二晶体管Tr2接通时的电阻值的积RC的时间常数，可控制施加到发光元件的电压的有效值和每单位时间流入发光元件的电流量。从而，不变更发光元件材料也可有效地缓和色调性，容易进行亮度控制。此时，附加电容C2的电容值C和第二晶体管Tr2的电阻值R的积CR时间常数的单位设定为sec与驱动频率(若为NTSC，则为60Hz，即1/60秒)相同。
在电压信号线PVdd线上产生高频噪声时，使用像OEL和荧光体这样的响应速度快的发光物质时，根据噪声亮度变化，也就是说产生“闪烁”(flick)，但该附加电容C2的电容值C适当设定时，附加电容C2用作去掉该高频噪声的低通滤波器，可降低闪烁的产生。此时，CR时间常数最好是驱动频率的几百分之一以下(约10-5秒以下)。
本发明的有源矩阵型显示装置即便用在荧光显示管(VFD)、LED、无机EL等中也能得到同样效果。
发明效果根据本发明，是一种这样的有源矩阵型显示装置，其中有源矩阵型显示装置的各像素在切换用的第一晶体管为接通状态期间，在保持电容中保持经该第一晶体管提供的电压信号，将保持的电压信号施加到第二晶体管的栅极上，第二晶体管向显示元件提供与该电压信号对应的来自电源线的功率，将附加电容连接来使得通过第二晶体管向显示元件流动的电流来接受电荷的存储，因此驱动显示元件后，测定该附加电容上存储的电荷量，就能直接检查经第二晶体管提供的电流量，可容易地在实际显示状态下即刻进行缺陷检查。
权利要求
1.一种有源矩阵型显示装置，其特征在于各像素具有显示元件；切换用的第一晶体管；保持在上述第一晶体管导通状态期间经该第一晶体管提供的电压信号的保持电容；由上述保持电容保持、根据其栅极上施加的电压信号向显示元件提供来自电源线的功率的元件驱动用的第二晶体管；所连接的、通过从上述第二晶体管流向上述显示元件的电流，而接受电荷存储的附加电容。
2.根据权利要求1所述的有源矩阵型显示装置，其特征在于上述附加电容用于检查在该有源矩阵型显示装置和基板上形成并构成所述像素的矩阵阵列基板。
3.根据权利要求1或2所述的有源矩阵型显示装置，其特征在于上述显示元件是以与提供功率对应的亮度发光的发光元件，上述附加电容控制单位时间内向上述显示元件提供的功率量，控制上述显示元件的发光亮度。
4.一种检查根据权利要求1所述的显示装置的检查方法，其特征在于驱动各像素，从而在上述附加电容中存储电荷，测量上述附加电容中存储的电荷量，利用每个元件上所测得的电荷量，来检查提供给各元件的电流量的均匀性。
全文摘要
提供可在实际显示状态下即刻容易地进行缺陷检查的显示装置。利用栅极信号,在切换用的第一晶体管Tr1为导通期间,对应输入到第一晶体管Tr1的源极端子上的数据电压信号,保持电容C1保持其电压信号。第二晶体管Tr2根据该电压信号控制从电源线PVdd线流向发光元件的电流量。此时,对应该控制的电流量,附加电容C2存储电荷,通过查看该电荷来在实际显示状态下即刻进行缺陷检查。
文档编号G09G3/20GK1383116SQ02118529
公开日2002年12月4日 申请日期2002年3月30日 优先权日2001年3月30日
发明者神野优志 申请人:三洋电机株式会社