专利名称：有源矩阵器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及在显示设备、电子发射设备、发光设备及类似设备中所包括的有源矩阵器件。
背景技术：
具有像素矩阵的有源矩阵显示器件，其中每个像素包括一个显示单元和一个驱动电路，通常被用在液晶显示设备、电致发光(EL)显示设备及类似设备中。
为有源矩阵显示器件的像素所提供的驱动电路(也称为“像素电路”)具有维持按照显示信号经由信号线提供的电流或电压的功能和提供电流或电压到显示单元的功能。在日本专利公开号No.2004-151166中所公开的EL显示设备中的像素电路除了设置驱动电流和提供驱动电流到EL单元的功能以外，还具有通过检测流过它的驱动薄膜晶体管(TFT)的电流值而检查它们各自操作的功能。这三个功能通过使用横向布置的两条控制线被切换。
在美国专利No.6509690中公开的有机EL显示设备中的像素电路除了获取和维持显示信号的功能和提供对应于显示信号的电压或电流到EL单元的功能以外，还具有通过使用阻挡连接到EL单元上的电流路径的开关而控制EL单元的发射时间的功能。这些功能也可以通过使用两条控制线进行切换。日本专利公开号No.2004-325940还公开了能够控制发射时间的EL驱动电路。
上述的像素电路具有获取和维持信号、提供对应于信号的电流或电压到显示单元、检查像素电路的操作、和控制显示单元的发射时间这四个功能中的三个功能。所有的这四个功能是对于像素电路需要的，因为所有的功能都是用于显示设备的重要功能，并且作为在制造过程期间的测试技术是重要的。
另一方面，被用于切换这些功能的控制线的数目需要最小化。通常，显示设备的像素的数目需要增加，以提供较高的分辨率，具体地，需要增加小显示设备的行数。为此，需要减小像素的面积，此外，需要使控制线数目最小化。由于像素电路包括诸如TFT和电容的电路部件以及连接被布置在基片上的这些电路部件的连接线，像素电路的面积主要按照电路设计法则来确定。控制线是在每行中横向延伸的连线，用于选择行和切换行中像素电路的功能。控制线不中断地延伸，而不考虑电平的差别，并且为了将电阻减小到预定的水平，控制线具有某个有限的宽度。控制线数目的增加可能会导致像素间隔加大，这对于高清晰度显示设备可能是不适用的。
发明内容
本发明涉及一种包括一个矩阵的显示器件，所述矩阵包括多行和多列像素，每个像素包括一个显示单元和一个被设置用来驱动所述显示单元的驱动电路；多对控制线，每对控制线与所述像素的至少一个对应行相关联，并包括一个第一控制线和一条第二控制线；以及多条数据线，每条数据线与所述像素的至少一个对应列相关联。每个像素的驱动电路包括一个驱动晶体管，该驱动晶体管至少包括第一和第二主电极和一个控制电极；可操作用来把一条相应的数据线以可切换的方式连接到驱动晶体管的第一主电极的至少一个第一开关，可操作用来把驱动晶体管的第一主电极以可切换的方式连接到驱动晶体管的控制电极的至少一个第二开关，以及可操作用来把驱动晶体管的第一主电极以可切换的方式连接到驱动电路的显示单元的至少一个第三开关。与像素行相关联的第一和第二控制线被设置用来控制所述开关，以使得所述至少一个第一开关与所述至少一个第二开关中的至少一部分同时打开或闭合，并且使得所述至少一个第二开关中的至少一部分与所述至少一个第三开关中的至少一部分同时打开或闭合。
按照本发明的一个方面，开关可以通过使用两条控制线进行控制，而获取与保持显示信号、把对应于显示信号的电压或电流提供到显示单元、检查像素电路的操作、和控制显示单元的发射时间这四个功能可以通过使用两条控制线被切换。这样，用于切换功能的控制线的数目可被调整为两条，因此可以实现具有更高清晰度的显示器件。此外，由于只需要两条控制线，在数据线与控制线之间的交叉部分处只生成小的寄生电容。
通过参考附图，从以下的示例性实施例的说明将明白本发明的其它特性。
图1A示出了在按照本发明的一个示例性实施例的显示器件中的像素电路和该电路附近的电路，而图1B示出了其中的一个像素电路。
图2是显示按照本发明的该示例性实施例的显示器件的整个结构的框图。
图3是显示图1A所示的像素电路的操作的时序图。
图4是显示图1A所示的像素电路的其它操作的时序图。
图5示出了在按照本发明的该示例性实施例的显示器件中的像素电路的修改方案。
图6示出了在按照本发明的该示例性实施例的显示器件中的像素电路的另一个修改方案。
图7是显示在按照本发明的该示例性实施例的显示器件中使用的TFT的示意性截面图。
图8示出了在按照本发明的一个例子的显示器件中使用的像素电路和电流检测电路。
具体实施例方式
第一示例性实施例有源矩阵显示器件首先，参照图1A至图2描述包括作为显示单元的发光单元的有源矩阵显示器件。发光单元利用电致发光而发射光线。
图2示出了按照本发明的示例性实施例的有源矩阵显示器件的结构，以及图1A示出了诸如图2所示的有源矩阵显示器件的像素电路10。在图2中，像素矩阵1被布置在显示区域2中，每个像素包括一个发光单元EL和一个用来驱动发光单元EL的像素电路10(图1B)(被布置在与图2中的相应像素1相同的位置)。数据信号线(此后称为数据线)4沿纵向延伸(在图中自上至下的方向)，成对的第一和第二控制信号线(此后称为控制线)P1和P4在显示区域2中沿横向延伸(在图中自左至右的方向)，以连接到像素电路10。各对控制线P1和P4被布置在每行中，而各对数据线4被布置在各个列中。控制线P1和P4用作为扫描线，在一行中的像素电路10使用经由相应的一对控制线P1和P4提供的行选择信号被选择。数据信号经由数据线4被提供到在所选择的行中的像素电路10。当行变为不被选择时，对应于数据信号的驱动电流从像素电路10被施加到发光单元EL上，以使得发光单元EL以按照驱动电流的亮度水平发光。在像素中的发光单元在相应的像素电路中分层排列，从而在显示区域2中形成二维矩阵。发光单元可以被排列成所谓的带条图案，其功能单元排列成直线；或排列成所谓的三角形图案，其中相邻的行中像素的位置移位半个像素长度，或类似图案。
为了产生彩色图像，可以使用由具有RGB显示单元的三个像素电路10构成的组。
控制线P1和P4接收来自被布置在显示区域2的一侧或两侧的相应的行控制电路62的信号。行控制电路62包括行寄存器61，每个具有一个寄存器块，其中行寄存器61的数目对应于行数，并分别接收行时钟KR与开始行扫描信号SPR1和SPR2。被布置在图2中的显示区域2的左侧的、并把信号施加到控制线P4的行控制电路62接收控制信号CONT，用于调节整个屏幕的亮度。
提供到数据线4的数据信号在列驱动电路3处生成。在本发明的一个优选实施例中，三个列驱动电路3被编组到一起，以对应于按每三列被安排的RGB显示单元。每个列驱动电路3接收图像信号VIDEO和采样信号SP，以生成用于数据线4的数据信号。数据信号按照在线水平控制信号8的供应时序被提供到数据线4。控制电路9响应于水平同步信号SC的输入生成在线水平控制信号8。列寄存器5也响应于在线水平控制信号8’的输入被复位，并通过使用列时钟KC和开始采样信号SPC连续生成采样信号SP。
像素电路图1A示出了按照本发明的一个示例性实施例的有源矩阵显示器件中的四个像素电路10(其中的一个像素电路用虚线包围)和它们附近的电路。
像素电路10，每个包括一个EL发光单元EL(或EL单元EL)，EL单元EL的一端被连接到用作为参考电压源的公共电极CGND。这里，作为例子，公共电极CGND的电位相当于地电平。用于发送显示信号的数据线4沿纵向(在图1A中自左至右的方向)延伸。电容器C1接收来自数据线4的显示数据，并保持对应于该数据的电荷。驱动晶体管M提供驱动电流到EL单元EL。晶体管源极，每个源极是每个晶体管的两个主电极之一，被连接到参考电压源Vcc；以及晶体管漏极，每个漏极是每个晶体管的两个主电极中的另一个电极，经由选择开关(第一开关)S1被选择性地连接到相应的数据线4。第一开关S1的操作由相应的第一控制线P1控制。栅极，作为驱动晶体管M的控制电极，经由相应的电容器C1被连接到参考电压源Vcc。
驱动晶体管M的漏极还经由包括开关晶体管S2a和S2b的第二开关S2被连接到同一个驱动晶体管M的栅极。第二开关S2是这样的电路，其中每个电路包括被串联连接的开关晶体管S2a和开关晶体管S2b，开关晶体管S2a和S2b分别通过相应的第一控制线P1和相应的第二控制线P4被控制。当第二开关S2被接通时，各个驱动晶体管M的漏极和栅极互相连接。
此外，驱动晶体管M的漏极经由包括开关晶体管S3a和S3b的第三开关S3被连接到相应的发光单元EL。第三开关S3是这样的电路，其中每个电路包括被串联连接的开关晶体管S3a和开关晶体管S3b，开关晶体管S3a和S3b分别通过相应的第一控制线P1和相应的第二控制线P4被控制。
由控制线P1和P4控制的开关S1到S3切换像素电路10的功能，并同时起到行选择线、即扫描线的作用，用于选择在一行中的像素电路。也就是说，在一行中的像素电路10的功能通过接通或关断开关S1到S3进行选择，然后接着在另一行中的开关S1到S3被接通或关断。通过这种方式，功能选择随后逐行地连续执行。
图3是表示图1A所示的像素电路10的操作的时序图。下面描述在一行(这里是第N行)中的像素电路10的操作。为每行所提供的控制线P1和P4被表示为P1(N)，P4(N)等等，以便区分控制线P1和P4所属的行，其中N是行号。在时间t1，第一控制线P1(N)的电压从低(L)电平上升到高(H)电平，而第二控制线P4(N)的电压保持在高(H)电平。这样，第一开关S1和开关晶体管S2a和S2b被接通，而开关晶体管S3a和S3b被关断。结果，被提供到数据线4的数据信号电流在驱动晶体管M的源极与漏极之间通过，并在电容器C1上生成对应于该电流的电压。
在时间t2，第二控制线P4(N)的电压从H电平下降到L电平。这将关断开关晶体管S2b，以及在驱动晶体管M的栅极与漏极之间的连接被切断。结果，数据信号电流被转换成电压，并通过存储在电容器C1中的电荷保持在该电平。通过这种方式，驱动晶体管M变为准备提供对应于数据信号电流的电流(驱动电流)。从数据线获取显示数据并保持该数据的这些操作被称为“电流编程”。开关晶体管S3b在时间t2与时间t3之间的时间间隔内被接通。然而，驱动电流不提供到发光单元EL，因为开关晶体管S3a保持在关断状态。
在时间t3，第一控制线P1(N)的电压从H电平下降到L电平。这样，开关晶体管S2a被关断，而开关晶体管S3a被接通。结果，驱动电流从驱动晶体管M被提供到发光单元EL。这将驱动发光单元EL以按照电流的亮度水平发光。
在时间t3，在下一行中的第一控制线P1(N+1)的电压从L电平上升到H电平，在第(N+1)行中的像素电路开始电流编程操作。
在时间t4，在自从第N行中的发光单元EL在时间t3开始发光以来经过所希望的发射时间之后，第二控制线P4(N)的电压从L电平上升到H电平。结果，开关晶体管S3b被关断，并停止从驱动晶体管M到发光单元EL的电流供给。这样，发光单元EL被切换到非发光状态。因此，第N行中的发光单元EL发光，而包括发光单元EL的像素在时间t3与时间t4之间的时间间隔内发光，但这样的光发射在时间t4结束。
通过这种方式，电流信号的获取(编程)、光发射(驱动电流的供给)、和非光发射(驱动电流的切断)在例如图3所示的时间，以按时间顺序的方式按行的次序重复进行。
第二控制线P4的电压被设置为L电平的时间间隔按行来说是相同的，从而使每行的发射时间间隔是恒定的。发光单元EL的亮度通过使用发射时间间隔和在该时间间隔期间通过的电流来控制。发射时间间隔的长度由外部控制信号(图2所示的CONT)给定。确定由控制信号CONT给出的发射时间间隔的长度的数据被保持在行控制电路62中的寄存器(未示出)内。参照该数据，行控制电路62确定被提供到第二控制线P4的信号的产生时序。
如图2所示，被提供到第一控制线P1的行选择信号和被提供到第二控制线P4的行选择信号在成对的、被布置在显示区域的任一侧的彼此相对的行寄存器61处生成。如上所述，除了像素电路的电流测试功能以外(在下面描述)，第一控制线P1在显示数据获取与光发射这两个状态之间切换，第二控制线P4在光发射与非光发射这两个状态之间切换。通过使用横向延伸的第二控制线P4而得到的在光发射与非光发射之间的切换允许与通过使用经由数据线4提供的数据信号实现的灰度控制无关地控制整个显示屏幕的亮度。图2所示的控制信号CONT调节整个显示屏幕的亮度。
在能够提供256级灰度的显示设备的情况下，256级数据电流被提供到数据线。另一方面，整个屏幕的亮度按照与视频信号无关的控制信号CONT被确定。显示屏幕的亮度可以通过改变时间t3(光发射时间)和时间t4(非光发射时间)而被控制，在上述时间分别被提供到控制线P1和P4的行选择信号的电平按照控制信号CONT进行切换，以规定亮度。
理想地，在时间t2和时间t3之间的时间间隔可以忽略。然而，这个时间间隔可以可靠地防止当开关晶体管S2a，S2b，S3a和S3b同时被接通时使得驱动晶体管M的栅极与漏极和发光单元EL连接。这样，通过存储在栅极电容C1上的电荷，编程电压可以可靠地保持在对应于数据信号的电平。
电流测试操作接着描述用于电流测试的电路和它的操作。
图1A所示的电流检测电路50按照传送通过数据线4的电流或数据线4的电压的幅度输出电流或电压。在图1A中，电流检测电路50被布置在数据线4的末端。然而，电流检测电路50可被布置在数据线4上的开关51的任何下行位置(例如，在图2中在列驱动电路3与显示区域2之间)。数据线4经由开关51被连接到列驱动电路3。开关51可被集成到列驱动电路3中(图1A)。当列驱动电路3的输出端对应于用作开关单元的TFT的漏极端时，输出阻抗可以通过关断TFT而被设置为高的数值。这个操作对应于开关51的功能，并且在列驱动电路3之外不需要有开关51，虽然为了方便起见，它们在图1上被这样示出。在其它实施例中，开关51可以在电路3的外部。
图4是显示图1A所示的像素电路的电流测试操作的时序图。与图3所示的信号相同的信号具有相同的附图标记或符号。在图4中，所有开关51的控制信号都具有相同的附图标记51。X1，X2，...表示在列的控制线58上的信号。优选地，列的数目是512。在电流测试之前，在一行(第N行)中的第一控制线P1和第二控制线P4的电压在时间t5被设置为H电平，从而选择第N行。同时，开关51被接通(闭合)，从而使显示信号从列驱动电路3被提供到数据线4。该显示信号是例如表示“白色”图像的预定信号，以便生成不是零的驱动电流。在其它行中所有的控制线P1和P4(P1(N+1)，P4(N+1)，...等等)的电压保持在L电平。由于控制线P1(N)和P4(N)的电压处在H电平，像素电路10的开关S1和S2被接通，而第三开关S3被关断。因此，数据线4的信号被输入到在第N行中的像素电路10。接着，在时间t6，第二控制线P4(N)的电压下降到L电平，而第一控制线P1(N)的电压保持在H电平。同时，被布置在数据线4上的开关51被关断，从而切断在列驱动电路3与数据线4之间的连接。在其它行中所有的控制线P1和P4(P1(N+1)，P4(N+1)，...等等)的电压保持在L电平。这时，在第N行中的像素电路10的第一开关S1被接通，而第二开关S2和第三开关S3被关断。因此，驱动晶体管M的漏极端被连接到数据线4，在驱动晶体管M的源极与漏极之间传送的电流经由第一开关S1流出到数据线4。这些电流用作至电流检测电路50的输入。获取流出到数据线4的电流作为输入的电流放大器可被配置为电流检测电路50，虽然也可以使用其它类型的电流检测电路。作为替代，电容器Cx的电压被输入到其中的电压放大电路可被配置为电流检测电路50，因为电容器Cx被布置在或被寄生地生成在数据线4上，并可以由流出到数据线4的电流被充电。电流检测电路50是通过使用控制线58的信号X1，X2，...按列顺序地被选择，并变为激活状态。这样，每列的电流值按时间顺序被检测，相对于电流值的电压从相应的电流检测电路50输出。在所有的列都被选择后，在时间t7选择第(N+1)行，以执行如上所述的数据获取和电流检测。相同的操作在第(N+2)行、第(N+3)行...等等连续地重复进行。通过这种方式，传送通过所有像素电路的驱动晶体管M的电流值被检测。
如上所述的电流测试最好在像素电路被形成在有源矩阵显示器件的基片上之后和在为像素电路提供EL元件之前被执行，以便检验和去除包括缺陷像素电路的基片。这可导致EL单元的较高的生产效率，因为EL单元只能形成在正常工作的基片上。电流测试可以在形成EL单元后当能够由EL单元进行光发射时执行。这样，可以容易地确定光发射故障是由像素电路还是由EL单元造成的。而且，电流测试可以在显示设备完成后在显示操作之间的间隔进行。构成像素电路的TFT的特性随时间改变。具体地，当TFT由有机半导体或氧化物半导体形成时，特性的改变被标记。亮度的减小可以以像素为单位，根据得到的电流值通过增加被施加到由于特性的改变而造成亮度减小的像素电路上的电流或电压而被补偿。在显示操作之间的间隔可以是在时间t2与时间t3之间的时间间隔或垂直消隐间隔(在帧之间)。作为替代，电流测试可以紧接在显示设备接通电源之后或紧接在关断电源之前执行。
像素电路的功能和控制表1显示参照图3和4描述的像素电路在第一控制线P1和第二控制线P4的电压电平方面的功能。
表1
如上所述，四个功能，即其中获取和保持显示信号的编程、其中对应于显示信号的电流或电压被提供到显示单元的光发射、用于检查像素电路的操作的电流测试、以及其中EL单元的光发射时间被控制的非光发射，可以通过使用两条控制线被切换。由于对于切换这些功能只需要两条控制线，可以实现具有更高的分辨率的显示设备。而且，在数据线与控制线之间的交叉部分处只生成小的寄生电容。
按照本发明的一个优选实施例，由于第二开关S2和第三开关S3分别具有两个互相串联连接的开关晶体管，控制线的数目可被调整为两条。第一开关S1和第二开关S2在编程期间被接通，并在发光期间被关断。这些功能可以只通过使用第一控制线P1被切换。当开关S1和S2被接通时，第三开关S3被关断，以及当开关S1和S2被关断时，第三开关S3被接通。因此，第三开关S3可以与开关S1和S2同步地互补地被控制。更具体地，第一开关S1和第三开关S3最好由彼此极性相反的晶体管形成。这样，这两个开关可以通过使用在第一控制线P1上的正和负的逻辑被互补地控制。此外，(可以以相同的方式打开或闭合的)开关S1和S2最好由具有相同极性的晶体管形成。正如这里提到的，晶体管的“极性”是指在半导体中多数电荷载流子的极性。PNP双极性晶体管的极性与NPN双极性晶体管的极性是彼此相反的。金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的P沟道和N沟道的极性也是彼此相反的。为了在光发射与非光发射状态之间切换，需要控制第三开关S3，而开关S1和S2被关断。为此，每个第三开关S3被配置成具有互相串联连接的两个开关晶体管S3a和S3b，这样，与第一开关S1同步地互补地被控制的开关晶体管(这里是S3a)通过使用第一控制线P1被控制，而另一个开关晶体管(S3b)通过使用第二控制线P4被控制。另一方面，第二开关S2需要被接通或关断，用于在编程与电流测试功能之间切换，而同时第一开关S1被接通。然而，在编程期间和在电流测试期间，第一开关S1都被接通，而分别包括互相串联连接的两个开关晶体管S3a和S3b的第三开关S3被关断，因为由第一控制线P1控制的开关晶体管S3a被关断。因此，由第二控制线P4控制的开关晶体管S3b可以被接通或者关断。因此，第二控制线P4可用来在这些间隔期间控制第二开关S2。为了通过使用第二控制线P4在编程与电流测试功能之间切换，每个第二开关S2最好被配置成具有互相串联连接的两个开关晶体管，从而使与第一开关S1同步地被控制的开关晶体管(这里是S2a)通过使用第一控制线P1被控制，而另一个开关晶体管(S2b)通过使用第二控制线P4被控制。被串联连接的每个第二开关S2的开关晶体管在编程期间需要接通，而一个开关晶体管在电流测试期间需要关断。然而，如上所述，在这些操作期间不需要通过使用第二控制线P4来控制第三开关S3。因此，第二控制线P4可用来控制第二开关S2。相反，第三开关S3通过使用第二控制线P4被接通或关断，以便在光发射与非光发射状态之间进行切换。由于第二开关S2在光发射期间与非光发射期间都通过使用第一控制线P1被关断，第二开关S2不需要通过使用第二控制线P4被控制。因此，第二控制线P4可用来控制第三开关S3。通过这种方式，分别包括两个互相串联连接的开关晶体管的开关S2和S3可以分别通过使用第二控制线在编程与电流测试之间以及在光发射与非光发射之间切换，因此不需要第三控制线。
第一修改方案图5示出了按照本发明的另一个示例性实施例的、图1A所示的像素电路的修改方案。图5的像素电路与图1A所示的像素电路的不同之处仅仅在于，通过使用第二控制线P4被控制的开关晶体管S2b和S3b是具有相同极性的N沟道TFT。正如参照图1A所示的电路所描述的，开关晶体管S2b和S3b可以被切换，而不考虑相互的开关状态。所以，TFT的沟道极性可以是相同的，从而使开关晶体管以相同的方式被打开或闭合，或者TFT的沟道极性可以是彼此相反的，如图1A所示，从而使开关晶体管互补地被控制。表2示出了在控制线上的电压与四个操作之间的关系。
表2
当第二控制线P4的电压处在H电平时进行光发射，当该电压处在L电平时执行非光发射，而不像图1A所示的电路那样。图5所示的电路最好包括N沟道TFT，当第三开关S3的开关晶体管S3a和S3b都被关断时，它们具有较小的电流泄漏，从而比起图1A所示的电路更可靠地阻挡电流。
第二修改方案图6示出了按照本发明的另一个示例性实施例的、图1A所示的像素电路的另一个修改方案。图6的像素电路与图1A所示的像素电路的不同之处仅仅在于，通过使用第二控制线P4被控制的开关晶体管S2b和S3b是具有相同的极性的P沟道TFT。表3示出了在控制线上的电压与四个操作之间的关系。
表3
当第二控制线P4的电压处在H电平时进行电流测试，当线P4的电压处在L电平时执行编程，而不像图1A所示的电路那样。
TFT的结构构成图1A所示的电路的驱动晶体管M与开关晶体管S3a和S3b最好是由非单晶硅构成的P沟道绝缘栅TFT。另一方面，第一开关S1和开关晶体管S2a与S2b最好是由非单晶硅构成的N沟道绝缘栅TFT。
图7是用于按照本发明的一个示例性实施例的开关的TFT的示意性截面图。
TFT包括由具有绝缘表面的玻璃等构成的基片88、绝缘层89、和源极或漏极90，例如被连接到驱动晶体管M的漏极(图7中未示出)。诸如多晶硅的薄膜半导体的小岛包括由P+型半导体构成的源极或漏极92，93和94，以及由N型半导体构成的沟道区域95和96。TFT还包括栅极电极97和98，以及被连接到发光单元EL的阳极(图7中未示出)的源极或漏极电极99。
开关晶体管S3a和S3b可以共享P+型半导体区域93作为公共连接节点。即，开关晶体管S3a和S3b可以形成为非单晶硅薄膜半导体的公共小岛。由于具有相同的导电类型的两个晶体管可以形成为公共小岛，可以省略被连接到源极或漏极电极的接触区域。
同样地，开关晶体管S2a和S2b可以共享一个N型半导体区域作为公共连接节点。即，开关晶体管S2a和S2b可以形成为非单晶硅薄膜半导体的公共小岛。这样，图7所示的半导体区域的导电类型被反向。
按照本发明的示例性实施例，晶体管可以是轻微掺杂的漏极(LDD)结构，包括具有与栅极电极相邻的掺杂区域和具有其掺杂密度高于该掺杂区域的密度的高度掺杂区域的漏极，尽管也可以使用其它类型的适当结构。
按照本发明的示例性实施例，显示单元例如可包括有机EL单元、无机EL单元、电子发射单元、包括电子发射单元与荧光部件的组合的那些单元、以及诸如发光二极管的光电单元，尽管也可以使用其它类型的显示单元。
此外，按照本发明的示例性实施例，晶体管例如包括具有由诸如非结晶硅、多晶硅、和微晶硅那样的非单晶硅半导体构成的有源层的TFT，尽管在其它实施例中也可以使用其它适当类型的晶体管。另外，本发明可被应用到例如在使用不同于硅的化合物半导体、氧化物半导体、或有机化合物半导体的有源矩阵器件中的像素电路，或者在其它矩阵器件中的像素电路。
举例图1A所示的电流检测电路50可以接收经由数据线4提供的电流或电压，并可以按照所提供的电流或电压值输出电流或电压。图8示出了包括按照本发明的一个例子的、图1A的示例性电流检测电路50和像素电路的显示设备(为了方便起见，只显示每个这样的电路中的一个)。图8所示的电流检测电路50包括由N沟道晶体管形成的开关52和53、CMOS倒相器54、和P沟道晶体管55。这些元件被布置在与像素电路10相同的基片上。电流检测电路50的输出部分被共同连接到布置在显示面板外面的负荷电阻56和测量电路57。负荷电阻56和测量电路57被布置在其上形成显示器件的基片的外部。电路50的开关52通过使用图1A所示的相应控制线58(图8中未示出)按列(逐列地)连续被选中，从而把各个电流检测电路50驱动到测量状态。当在一列中的电流检测电路50处在工作状态时，在其它列中的其它电流检测电路50的输出阻抗处于高阻值。因此，工作电流检测电路50的输出通过使用对于所有的列是共用的、或者为每一列所提供的负荷电阻56和测量电路57进行测量，其结果被存储在存储器(未示出)中。当第N行被选中以及在像素电路10中的驱动晶体管M的漏极被连接到数据线4时，在一列中的开关52被接通。用于接通开关52的栅极控制信号按逐列的顺序连续地被施加。接着，相应的开关53被瞬时接通，从而把相应的数据线4的电位复位到地电平，然后被关断。这个操作可以在所有的列上执行，因为在其它列中的开关52被关断，不影响其它数据线的电位。在开关53被关断后，由于电流从所选择的第N行中的像素电路10中的驱动晶体管M被提供到数据线4上的寄生电容Cx，因此数据线4的电位增加。当数据线4的电位超过CMOS倒相器54的反向阈值电平时，CMOS倒相器54的输出从H电平翻转到L电平。当CMOS倒相器54的输出被翻转时，P沟道晶体管55提供电流到负荷电阻56。这样，在负荷电阻56的两端的电压变为高电平。测量电路57包括计数器(未示出)，它计数自从电流检测电路50的开关被瞬时接通以来经过的时间。当施加到测量电路57的输入电压超过一定的数值时计数器停止计数，并根据该数值确定自从开关53被关断以后直至负荷电阻56的电压达到H电平为止的时间T。当CMOS倒相器54的阈值电压被规定为Vth时，测得的时间T和流过驱动晶体管M的电流I具有以下的关系I＝Cx·Vth/T当时间T小于一个预定的数值时，确定过大的电流流过驱动晶体管M。当时间T大于预定的数值时，确定流过驱动晶体管M的电流是不够的。通过这种方式，可以根据测量时间T确定是否有预定的电流流过驱动晶体管M。在这个测量期间内，在其它列中的电流检测电路50的电位通过开关53的瞬时接通被保持在地电平，因为其它列中的开关52是打开的。CMOS倒相器54的输出不被反向，P沟道晶体管55的输出阻抗保持为高阻抗，即，P沟道晶体管55保持为关断。因此，仅仅来自所选中的列中的电流检测电路50的输出被提供到对于所有的电流检测电路共用的输出线，并由测量电路57测量。
上述的测量逐列地顺序执行，直至该行的所有列都完成为止，然后在下一行重复同样的操作。通过这种方式，流过所有像素电路的驱动晶体管M的电流都被检查。
虽然本发明是对于示例性实施例描述的，但应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围最广泛地合理地理解为包括所有的修改方案、等价结构和功能。
权利要求
1.一种显示器件，包括一个矩阵，该矩阵包括多行和多列像素，每个像素包括一个显示单元和一个被设置用来驱动所述显示单元的驱动电路；多对控制线，每对控制线与所述像素的至少一个对应行相关联，并包括一条第一控制线和一条第二控制线；以及多条数据线，每条数据线与所述像素的至少一个对应列相关联，其中每个像素的驱动电路包括一个驱动晶体管，该驱动晶体管至少包括第一和第二主电极和一个控制电极，至少一个第一开关，可操作用来把相应的一条数据线以可切换的方式连接到驱动晶体管的第一主电极，至少一个第二开关，可操作用来把驱动晶体管的第一主电极以可切换的方式连接到驱动晶体管的控制电极，以及至少一个第三开关，可操作用来把驱动晶体管的第一主电极以可切换的方式连接到驱动电路的显示单元，其中与像素行相关联的第一和第二控制线被设置用来控制所述开关，以使得所述至少一个第一开关与所述至少一个第二开关中的至少一部分同时打开或闭合，并且使得所述至少一个第二开关中的至少一部分与所述至少一个第三开关中的至少一部分同时打开或闭合。
2.按照权利要求1的显示器件，其中所述至少一个第二开关与所述至少一个第三开关分别包括互相串联连接的第一和第二开关单元，所述第一和第二开关单元形成所述至少一个第二开关和所述至少一个第三开关中的一部分。
3.按照权利要求2的显示器件，其中与像素行相关联的第一控制线被连接到所述第一开关、所述至少一个第二开关的第一开关单元和所述至少一个第三开关的第一开关单元。
4.按照权利要求3的显示器件，其中与像素行相关联的第二控制线被连接到所述至少一个第二开关的第二开关单元和所述至少一个第三开关的第二开关单元。
5.按照权利要求1的显示器件，其中第一和第二控制线还控制所述开关，以闭合所述至少一个第一开关和所述至少一个第二开关中的至少一部分，以及打开所述至少一个第三开关的至少一部分，以执行电流数据编程操作，在该操作中，在与该像素相关联的数据线上提供的驱动信号被提供到驱动晶体管的第一和第二主电极，并被存储在存储装置中。
6.按照权利要求5的显示器件，其中第一和第二控制线还控制所述开关，以打开所述至少一个第一开关和所述至少一个第二开关，以及闭合所述至少一个第三开关，以使得驱动信号驱动显示单元，使它发光。
7.按照权利要求6的显示器件，其中第一和第二控制线还控制所述开关，以闭合所述至少一个第一、第二和第三开关，从而使得没有驱动信号驱动显示单元，并使显示单元不发光。
8.按照权利要求7的显示器件，其中第一和第二控制线还控制所述开关，以闭合所述至少一个第一开关和打开所述至少第二和第三开关，以执行像素电流测试，在该测试中信号传送经过驱动晶体管的第一和第二主电极到达一个电流测量设备。
9.按照权利要求8的显示器件，其中所述电流测量设备检测信号的电流。
10.按照权利要求1的显示器件，其中所述电流测量设备被电气耦合到每条数据线，以测量数据线上的电流。
11.按照权利要求10的显示器件，其中顺序地一次对至少一列测量电流。
12.按照权利要求2的显示器件，其中所述至少一个第一、第二和第三开关由薄膜晶体管形成，其中所述至少一个第一开关和所述至少一个第二开关的第一开关单元具有相同的沟道极性，以及其中所述至少一个第三开关的至少一个第一开关单元具有与所述至少一个第二开关的第一开关单元相反的沟道极性。
13.一种操作被设置用来驱动显示单元的驱动电路的方法，该驱动电路包括一个驱动晶体管，其至少包括第一和第二主电极和一个控制电极；至少一个第一开关，可操作用来把对应的一条数据线以可切换的方式连接到驱动晶体管的第一主电极；至少一个第二开关，可操作用来把驱动晶体管的第一主电极以可切换的方式连接到驱动晶体管的控制电极；和至少一个第三开关，可操作用来把驱动晶体管的第一主电极以可切换的方式连接到显示单元，该方法包括闭合所述至少一个第一开关和所述至少一个第二开关中的至少一部分，以及打开所述至少一个第三开关中的至少一部分，以执行电流数据编程操作，在该操作中，在数据线上提供的驱动信号被提供到驱动晶体管的第一和第二主电极，并被存储在存储装置中。
14.按照权利要求13的方法，还包括打开所述至少一个第一开关和所述至少一个第二开关中的至少一部分，以及闭合所述至少一个第三开关中的至少一部分，以使得驱动信号驱动显示单元，使它发光。
15.按照权利要求14的方法，还包括闭合所述至少一个第一、第二和第三开关，以使得没有驱动信号驱动显示单元，并使该显示单元不发光。
16.按照权利要求15的方法，还包括闭合所述至少一个第一开关和打开所述至少一个第二和第三开关，以执行像素电流测试，在该测试中信号经过驱动晶体管的第一和第二主电极传送到一个电流测量设备。
17.按照权利要求16的方法，还包括测量信号的电流。
全文摘要
一种显示器件，包括用于向显示单元提供驱动电流的驱动晶体管；将驱动晶体管连接到一条对应数据线的第一开关；有选择性地将驱动晶体管的控制电极连接到驱动晶体管的两个主电极中的一个的第二开关；以及将驱动晶体管连接到一个像素中的显示单元的第三开关。第一开关由第一控制线控制。第二和第三开关分别包括两个串联连接、并分别由第一控制线和第二控制线控制的开关单元。将数据写入到像素中、通过提供电流使显示单元发光、显示单元不发光、以及检查像素的操作这四种功能可使用两条控制线来切换。
文档编号G09G3/20GK101051438SQ20071008981
公开日2007年10月10日 申请日期2007年3月30日 优先权日2006年3月31日
发明者川崎素明, 鄉田达人 申请人:佳能株式会社