专利名称：像素电路、显示装置和检查方法
技术领域：
本发明涉及一种使用驱动晶体管驱动发光元件的像素电路、显示装置以及检查方法。
背景技术：
利用使用电流驱动类型发光元件(例如，有机EL元件(OLED))的显示装置，驱动晶体管通常布置在像素电路中。通过基于显示信号驱动驱动晶体管来进行显示。然而，由于 OLED是电流驱动元件，因此驱动晶体管的可变输出电流直接导致视觉质量的劣化。因此，已经进行了广泛的各种研究来控制变化的驱动电流，例如如专利文献1中所记载的技术。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本未审专利申请No. 2003-271095[专利文献2]日本未审专利申请No. 2004-19160
发明内容
[本发明要解决的问题]专利文献1中使用切换晶体管来控制驱动电流的变化，并且该切换晶体管的源电极和发光元件的阴极电极是公共的。因此，切换晶体管的源电极在发光元件形成之前是开放状态并且难以在这样的条件下进行检查。例如在专利文献2中提出了在发光元件形成之前进行像素的检查的技术。然而， 该专利文献2没有包括控制驱动电流的变化的方法，并且不能够防止当前的显示质量的劣化。[用于解决问题的手段]根据本发明的像素电路包括采样晶体管，该采样晶体管通过一端连接到信号线并且通过第一扫描线导通和截止；驱动晶体管，该驱动晶体管的栅极连接到采样晶体管的另一端并且该驱动晶体管的漏极连接到第一电源；发光元件，该发光元件连接在驱动晶体管的源极和第二电源之间，并且由施加到所述驱动晶体管的电流驱动；保持电容，该保持电容连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之间；以及切换晶体管，该切换晶体管布置在所述驱动晶体管的源极和参考电势线之间，并且通过第二扫描线导通和截止。所述采样晶体管和所述切换晶体管在参考信号电压被设置到所述信号线的时段期间被电连接，参考信号电压和参考电势之间的电压差在所述驱动晶体管的栅极和源极等于或大于所述驱动晶体管的阈值电压的条件下充电到所述保持电容，并且所述驱动晶体管的源极电压被设置到参考电势以便于使施加到所述发光元件的电压等于或低于其阈值电压。接下来，在参考信号电压被设置到所述信号线的同时，所述采样晶体管和所述切换晶体管被电连接并且通过使所述切换晶体管截止，等于所述驱动晶体管的阈值电压的电压由所述保持电容保持同时保持施加到所述发光元件的电压低于其阈值电压，并且所述采样晶体管在显示信号电压被设置到所述信号线以将所述信号电压叠加在由所述保持电容保持的阈值电压的时段期间被电连接以对所述信号电压进行采样。而且，本发明是一种具有布置为矩阵的多个像素的显示装置，该显示装置包括多条信号线；信号线驱动电路，该信号线驱动电路用于驱动多条信号线；多条第一扫描线；第一扫描线驱动电路，该第一扫描线驱动电路用于驱动该第一扫描线；多条第二扫描线；第二扫描线驱动电路，该第二扫描线驱动电路用于驱动该第一扫描线；以及参考电势线，该参考电势线用于提供参考电势，并且一端连接到信号线的每个像素包括采样晶体管，该采样晶体管通过第一扫描线在导通和截止之间进行切换；驱动晶体管，该驱动晶体管的栅极连接到采样晶体管的另一端并且该驱动晶体管的漏极连接到第一电源；发光元件，该发光元件连接在驱动晶体管的源极和第二电源之间并且由施加到所述驱动晶体管的电流驱动；保持电容，该保持电容连接到所述驱动晶体管的栅极和源极之间；以及切换晶体管，该切换晶体管布置在所述驱动晶体管的源极和参考电势线之间并且通过第二扫描线在导通和截止之间进行切换。所述采样晶体管和所述切换晶体管在参考信号电压被设置到所述信号线的时段期间被电连接，参考信号电压和参考电势之间的电压差在所述驱动晶体管的栅极和源极之间的电压等于或大于所述驱动晶体管的阈值电压的条件下被充电到所述保持电容，并且所述驱动晶体管的源极电压被设置到参考电势以便于使施加到所述发光元件的电压等于或低于其阈值电压。接下来，在参考信号电压被设置到所述信号线的同时，所述采样晶体管和所述切换晶体管被电连接并且通过使所述切换晶体管截止，等于所述驱动晶体管的阈值电压的电压由所述保持电容保持同时保持施加到所述发光元件的电压等于或低于其阈值电压，并且所述采样晶体管在显示信号电压被设置到所述信号线以将所述信号电压叠加在由所述保持电容保持的阈值电压上的时段期间被电连接以对所述信号电压进行采样。而且，优选的是，所述参考电势线对于两行像素来说是公共的并且所述参考电势线针对每两行像素沿行方向布置。而且，优选的是，所述参考电势线对于两列像素来说是公共的并且所述参考电势线针对每两行像素沿列方向布置。优选的是，所述参考电势线在所述像素布置在其中的显示区域的外部连接成组。优选的是，连接到所述参考电势线的探针点是至少在所述发光元件形成之前能够从外部通过探针指向的探针点。而且，优选的是，所述第二扫描线对于两行像素来说是公共的并且所述第二扫描线针对每两行像素沿列方向布置。而且，优选的是，通过将探针连接到参考电势线以控制所述采样晶体管并且导通和截止切换晶体管以检测从参考电势线流出的电流来在所述发光元件形成之前测量驱动晶体管的电流-电压特性。[本发明的优点]根据本发明，在像素电路中对电流开始流向驱动晶体管的阈值电压进行校正以使得驱动电流的变化很小。而且，因为能够在所述发光元件形成之前对像素进行检查，因此通过不将有缺陷的产品发送到下一步骤，能够实现成本减少。
图IA是本发明的框图。
图IB是本发明的框图。
图2是本发明的像素电路。
图3是本发明的操作波形。
图4A是本发明的说明图。
图4B是本发明的说明图。
图4C是本发明的说明图。
图4D是本发明的说明图。
图4E是本发明的说明图。
图4F是本发明的说明图。
图4G是本发明的说明图。
图4H是本发明的说明图。
图4J是本发明的说明图。
图4K是本发明的说明图。
图5A是本发明的框图。
图5B是本发明的说明图。
具体实施例方式下面将基于
本发明的实施方式。在图IA中示出根据实施方式的整个显示装置的框图。如所示的，像素10以矩阵形式布置在显示区域中并且布置用于每列像素10的列方向信号线DTC、对应于每行像素的第一扫描线DSR、对应于两行像素的第二扫描线RSR和参考电势线Vref_r。第一扫描线DSR中的两条被布置在两行像素之间并且分别连接到上侧和下侧像素，而第二扫描线PSR和参考电势线Vref_r布置在没有布置第一扫描线DSR的像素行之间，并且均连接到上和下像素。而且，用于控制列方向信号线的信号线驱动电路DR、行方向上的第一扫描线DSR 和用于控制第一扫描线DSR的第一扫描线驱动电路SRI以及用于控制行方向上的第二扫描线RSR的第二扫描线驱动电路SR2布置在像素10布置在其中的显示部分的外围。第二扫描线RSR和参考电势线Vref_r公共地连接到上下两行像素。而且，参考电势线Vref_r可以处于线方向上。在该情况下，参考电势线Vref_r公共地用于每两条线并且连接到左右两条线上的像素。图IB中示出了这样的构造。下面将说明行方向上的参考电势线Vref_r。在图2中示出图1中所示的显示装置中包含的像素电路的实际结构。由于第二扫描线DSR和参考电势线Vref_r均由两行共享，因此在该附图中示出了 2个像素。如图2中所示，该像素电路包括诸如OLED (有机EL元件)的由于电流流动而发射光的发光元件10E、 采样晶体管10A、驱动晶体管10C、切换晶体管IOD和保持电容10B。采样晶体管IOA的栅极连接到第一扫描线DSR而一端连接到列方向信号线DTC并且另一端连接到驱动晶体管IOC 的栅极。驱动晶体管IOC的漏电极连接到电源VCC并且源电极连接到诸如有机EL元件的电流驱动类型发光元件IOE的阳极。发光元件IOE的阴极连接到阴极电源VEE。而且，保持电容IOB连接在驱动晶体管IOC的栅极和源电极之间。切换晶体管IOD的一端连接在驱动晶体管IOC的漏极和发光元件IOE的阳极之间，并且另一端和栅电极通过另一端和栅电极连接到切换晶体管IOD的相邻像素。在图2中，上部是像素10，下部是像素11并且由附图标记IlA至IlE来表示下像素中的每个元件。而且，图2示出了第一扫描线DSR布置在紧挨着的像素列内并且在列中布置的线的数目表示为1，3，…，但是为了布置像素，第一扫描线DSR可以以每隔一列像素布置2条线的方式布置，如上述图1A、B中所示。图3示出了时序图。图4A至4K示出了每个步骤的操作。图4A是发光时段，并且采样晶体管10A、切换晶体管1_D被截止，而发光元件10E、 IlE由于从驱动晶体管10CU1E提供的电流而发光。图4B是阈值检测时段，并且通过使信号线DTCm为参考电势Vref并且第一扫描线 DSR为H电平来使采样晶体管IOA导通。因此，驱动晶体管IOC的栅电极的电压变为Vref。 同时，通过导通切换晶体管IOD并且使第二扫描线RSR为H电平来使驱动晶体管IOC的源电极的电压为Vref_r。Vref和Vref_r的电压差被使得大于驱动晶体管IOC的阈值电压并且驱动晶体管IOC的源电极的电压被使得等于或低于发光元件IOE的阈值电压Vth_10E。 即，设置为满足下述等式Vgs_10C=Vref-Vref_r>Vth_10C，VEE+Vth_10E>Vref_r。因此，虽然驱动晶体管10被导通，但是电流没有被施加到发光元件10E。在保持电容IOB中，保持Vgs-10C。图4C是用于第2X (n-4)列和第2X (n_3)列的采样时段。因此需要确保对于除此之外的其它列的像素没有影响。因此，采样晶体管IOA和IlA因此被使得是非导通的。图4D是用于像素的阈值检测准备时段。信号线DTCm被使得为参考电势Vref，并且驱动晶体管IOC和IlC的栅电极被使得为Vref，并且因此采样晶体管IOA和IlA变为导通。切换晶体管10DU1D被使得导通以使得驱动晶体管10CU1C的栅电极和源电极之间的电压Vgs_10C、Vgs_llC大于阈值电压Vth_10C、Vth_llC并且还使得发光元件10EU1E等于
或低于阈值电压。这表示为下面的等式Vgs_10C=Vref-Vref_r>Vth_10C.............1Vgs_l lC=Vref-Vref_r>Vth_l IC..............2VEE+Vth_10E>Vref_r..............................3VEE+Vth_llE>Vref_r.............................4第二扫描线在这里对于每两条线来说是公共的，具有地址(2n，m)的像素要求比具有地址(n+1，m)的像素长IH的阈值检测时段。同样在图3中，用于具有地址(2n，m)的像素的阈值检测时段被设置为1H，具有地址(2n+l，m)的像素的阈值检测时段被设置为2H，但是应重复这些步骤直到满足等式1-4的条件。保持电容IOB和寄生电容被充分地放电以满足上述等式。图4D是用于像素的阈值检测时段。信号线DTCm被使得为参考电势Vref，并且驱动晶体管IOC和IlC的栅电极被使得为Vref，并且因此采样晶体管IOA和IlA被使得导通。 为了检测驱动晶体管10CU1C的阈值电压，切换晶体管10DU1D因此被使得为非导通。因此，驱动晶体管10CU1C为导通并且没有电流在发光元件10EU1E中流动的状况被保持并且驱动晶体管10CU1C的栅电极和源电极之间的电压Vgs应被设置到每个晶体管的阈值电压。Vref和Vref_r的电压差积累在保持电容10B、IlB中，该电压差朝向每个晶体管的阈值电压修改。图4F 是五步骤 F (第 2X (n_3)+l 列、第 2X (n_2)列、第 2X (n_2)+l 列、第 2X (n-1)列和第2X (n-l)+l列)的采样准备时段。因此需要确保对除此之外的列的像素没有影响。采样晶体管IOA和IlA因此被使得为非导通。在该时段中，对于每个电极保持之前的阈值检测时段的电压。重复图4E和4E的步骤直到驱动晶体管的栅电极和源电极之间的电压Vgs变为阈值电压Vth。在附图中，重复5次。这时，驱动晶体管10CU1C的源电极的电压Vs如下Vs_10C=Vref-Vth_10C.........5Vs_llC=Vref-Vth_llC...........6因此，分别在保持电容10BU1B中保持Vth_10C、Vth_llC。而且这时，施加到发光元件10EU1E的电压必须小于阈值电压Vth_10E、Vth_llE。 即，必须满足下面的等式VEE+Vth_10E>Vs_10C.........7VEE+Vth_llE>Vs_llC...........8关于第2η列，Vref必须满足从等式5和7获得的等式9，并且Vref_r必须满足等式1。VEE+Vth_10E+Vth_10C>Vref...........9图4G是用于通过使信号线处于想要的信号电压VsigO并且使采样晶体管IOA导通来采样信号电压VsigO的采样时段。驱动晶体管IOC的栅电极电势从Vref变为VsigO。这时，驱动晶体管IOC的源电极变为Vs_10C = Vref-Vth_10C + (VsigO-Vref) X C a ρ _ 1 0 E / (Cap_10B+Cap_10E)+VEEXCap_10B/(Cap_10B+Cap_10E)= {Cap_10BX (VEE+Vref+Cap_10EX VsigO} / (Cap_10B+Cap—10E) -Vth_10C栅电极和源电极之间的电压变为Vgs_10C=Cap_10B/(Cap_10B+Cap_10E)(VsigO-VEE-Vref)+Vth_10C在图4H中，采样晶体管10AU1A是非导通的，并且因此为每个电极保持之前步骤的电势。图4J是第2n+l列的最终阈值检测时段，并且采样晶体管IOA被使得为非导通而 IlA为导通。图4K是在采样晶体管IlA处通过使信号线为想要信号电压Vsigl来采样信号电压Vsigl的采样时段。驱动晶体管IlC的栅电极电势从Vref变为Vsigl。这时，驱动晶体管IlC的源电极变为Vs_llC = Vref-Vth_llC+(VsigO-Vref)XCap_llE/ (Cap_l1B+Cap_lIE)+VEEXCap_lIB/(Cap_l1B+Cap_lIE)栅电极和源电极之间的电压变为Vgs_llC=Cap_lIB/(Cap_l1B+Cap_lIE)X (VsigO-VEE-Vref)+Vth_lIE通过Ids=i3 /2(Vgs_Vth)2表示用于驱动晶体管的Ids的特征式。如果分别输入Vgs_10C 和 Vgs_llC，则其变为 IdsO= β /2{Cap_10B/(Cap_10B+Cap_10E)X (VsigO-VEE-Vref)}2Ids1= β /2{Cap_lIB/(Cap_l1B+Cap_lIE)X (Vsigl-VEE-Vref)}2项Vth被校正，并且能够抑制驱动电流的变化。图5A是检查用于在发光元件形成之前采样信号电压的切换晶体管、晶体管和驱动晶体管中的故障的整体视图。参考电势线于显示区域的外部并且一定数目的线被连接为组。考虑电流测量装置、测量时间和S/N比率确定将绑定在一起的参考电势线 Vref_r的数目。在附图中，Vref_r_0和Vref_r_n绑定在一起。并且用于测量的探针点创建在绑定的参考电势线Vref_r的一端。图5B示出了发光元件IOE形成之前并且在检查用于在发光元件形成之前采样信号电压的切换晶体管10D、采样晶体管IOA和驱动晶体管IOC中的故障时的像素电路。艮口， 当发光元件IOE形成时，驱动晶体管IOC的源极连接到发光元件IOE的阳极，但是该连接在发光元件IOE形成之前不存在。采样晶体管IOA和切换晶体管IOD被使得导通并且信号电势被从信号线DTCm给予驱动晶体管IOC的栅电极。这时，在连接到Vref_r的探针点测量在驱动晶体管IOC的漏电极和源电极之间流动的电流以检查故障。即，第二扫描线RSR被使得为H电平并且第一扫描线DSR被顺序地使得为H电平。因此，对应的像素的采样晶体管IOA被导通，信号线 DTC的电势被给予像素，对应于电流的电流被施加，并且使用测量装置测量从探针点流到外部接地的电流以确认像素电路的操作。特别地，能够检测一个像素电路中的驱动晶体管IOC的包括阈值电压的IV特性。而且，通过逐个导通信号线DTC，逐个进行像素的检查，但是当检查一组像素时能够检测到元件中的故障。虽然在上述实施方式中使用了 η沟道晶体管，但是可以使用ρ沟道晶体管。当在驱动晶体管IOC中使用P沟道晶体管时，源电极布置在电源VCC侧并且发光元件10#和保持电容IOB也布置在电源VCC侧。根据本发明的实施方式，在每个像素电路中校正电流开始流向驱动晶体管的阈值电压以使得驱动电流的变化很小。而且，当在发光元件形成之前检查像素时，即能够在发光元件形成之前检查采样晶体管、驱动晶体管和切换晶体管中的故障。因此，通过不将故障的产品发送到下一步骤，实现了成本减少。附图标记描述10、11像素，10AU1A采样晶体管，10BU1B保持电容，10CU1C驱动晶体管，10D、 IlD切换晶体管，10EU1E发光元件
权利要求
1.一种像素电路，所述像素电路包括采样晶体管，所述采样晶体管通过一端连接到信号线并且通过第一扫描线导通和截止；驱动晶体管，所述驱动晶体管的栅极连接到所述采样晶体管的另一端，并且所述驱动晶体管的漏极连接到第一电源；发光元件，所述发光元件连接在所述驱动晶体管的源极和第二电源之间，并且由施加到所述驱动晶体管的电流驱动；保持电容，所述保持电容连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之间；以及切换晶体管，所述切换晶体管布置在所述驱动晶体管的源极和参考电势线之间并且通过第二扫描线导通和截止。所述采样晶体管和所述切换晶体管在参考信号电压被设置到所述信号线的时段期间被电连接，参考信号电压和参考电势之间的电压差在所述驱动晶体管的栅极和源极之间的电压等于或大于所述驱动晶体管的阈值电压的条件下充电到所述保持电容，并且所述驱动晶体管的源极电压被设置到参考电势以便于使施加到所述发光元件的电压等于或低于其阈值电压。接下来，在参考信号电压被设置到所述信号线的同时，所述采样晶体管和所述切换晶体管被电连接并且通过使所述切换晶体管截止，等于所述驱动晶体管的阈值电压的电压由所述保持电容保持同时保持施加到所述发光元件的电压等于或低于其阈值电压，并且所述采样晶体管在显示信号电压被设置到所述信号线以将所述信号电压叠加在由所述保持电容保持的阈值电压的时段期间被电连接以对所述信号电压进行采样。
2.一种具有布置为矩阵的多个像素的显示装置，所述显示装置包括 多条信号线；信号线驱动电路，所述信号线驱动电路用于驱动所述多条信号线； 多条第一扫描线；第一扫描线驱动电路，所述第一扫描线驱动电路用于驱动所述第一扫描线； 多条第二扫描线；第二扫描线驱动电路，所述第二扫描线驱动电路用于驱动所述第一扫描线；以及参考电势线，所述参考电势线用于提供参考电势，并且一端连接到所述信号线的每个像素包括采样晶体管，所述采样晶体管通过第一扫描线在导通和截止之间进行切换；驱动晶体管，所述驱动晶体管的栅极连接到所述采样晶体管的另一端，并且所述驱动晶体管的漏极连接到第一电源；发光元件，所述发光元件连接在所述驱动晶体管的源极和第二电源之间并且由施加到所述驱动晶体管的电流驱动；保持电容，所述保持电容连接到所述驱动晶体管的栅极和源极之间；以及切换晶体管，所述切换晶体管布置在所述驱动晶体管的源极和参考电势线之间并且通过第二扫描线在导通和截止之间进行切换。所述采样晶体管和所述切换晶体管在参考信号电压被设置到所述信号线的时段期间被电连接，参考信号电压和参考电势之间的电压差在所述驱动晶体管的栅极和源极之间的电压等于或大于所述驱动晶体管的阈值电压的条件下被充电到所述保持电容，并且所述驱动晶体管的源极电压被设置到参考电势以便于使施加到所述发光元件的电压低于其阈值电压。接下来，在参考信号电压被设置到所述信号线的同时，所述采样晶体管和所述切换晶体管被电连接并且通过使所述切换晶体管截止，等于所述驱动晶体管的阈值电压的电压由所述保持电容保持同时保持施加到所述发光元件的电压低于其阈值电压，并且所述采样晶体管在显示信号电压被设置到所述信号线以将所述信号电压叠加在由所述保持电容保持的阈值电压上的时段期间被电连接以对所述信号电压进行采样。
3.如权利要求2所述的显示装置，其中，所述参考电势线对于两行像素来说是公共的， 并且所述参考电势线针对每两行像素沿行方向布置。
4.如权利要求2所述的显示装置，其中，所述参考电势线对于两列像素来说是公共的， 并且所述参考电势线针对每两行像素沿列方向布置。
5.如权利要求2-4中的任一项所述的显示装置，其中，所述参考电势线在所述像素布置在其中的显示区域的外部连接成组。
6.如权利要求5所述的显示装置，所述显示装置包括探针点，所述探针点连接到所述参考电势线，并且至少在所述发光元件形成之前能够从外部通过探针指向所述探针点。
7.如权利要求2所述的显示装置，其中，所述第二扫描线对于两行像素来说是公共的， 并且所述第二扫描线针对每两行像素沿列方向布置。
8.—种如权利要求-7所述的显示方法的检查方法，其中，通过将探针连接到参考电势线以控制所述采样晶体管并且导通和截止切换晶体管以检测从参考电势线流出的电流来在所述发光元件形成之前测量驱动晶体管的电流-电压特性。
全文摘要
补偿驱动晶体管的阈值电压的变化。在参考信号电压Vref被设置到信号线DTC的时段期间，驱动晶体管10C的栅极和源极之间的电压被使得等于或大于驱动晶体管10C的阈值电压，并且参考信号电压Vref和参考电源电压VreCr的电压差被充电到保持电容10B。同时，所述驱动晶体管10C的源极的电压被设置到参考电源电压VreCr以使得施加到所述发光元件的电压等于或低于其阈值电压。接下来，同时保持施加到所述发光元件10E的电压等于或低于其阈值电压。
文档编号G09G3/00GK102598097SQ201080050745
公开日2012年7月18日 申请日期2010年11月4日 优先权日2009年11月10日
发明者三和宏一, 前川雄一 申请人:全球Oled科技有限责任公司