專利名稱：顯示設(shè)備和電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過電流驅(qū)動(dòng)發(fā)光器件對(duì)每個(gè)像素來顯示圖像的顯示設(shè)備。具體地，本發(fā)明涉及所謂有源矩陣式顯示設(shè)備，其用在各個(gè)像素電路中的絕緣柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管來控制將被施加到諸如有機(jī)EL設(shè)備的發(fā)光器件的電流量。另外，本發(fā)明涉及其中并入了這種顯示設(shè)備的電子器件。

背景技術(shù)：
在諸如液晶顯示器的顯示設(shè)備中，許多液晶像素以矩陣形式排列，通過根據(jù)將對(duì)每個(gè)像素顯示的圖像信息控制入射光的穿透強(qiáng)度和反射強(qiáng)度來顯示圖像。上述內(nèi)容同樣適用于使用有機(jī)EL設(shè)備作為像素的有機(jī)EL顯示器，但是，有機(jī)EL設(shè)備是自發(fā)光器件，不像液晶像素。相應(yīng)地，有機(jī)EL顯示器具有優(yōu)勢(shì)在于，相比于液晶顯示器，圖像可見度更高，不需要背后照明，響應(yīng)速度更快。另外，各個(gè)發(fā)光器件的亮度級(jí)(灰度)是可用流經(jīng)的電流量來控制的，且有機(jī)EL顯示器是所謂電流控制式設(shè)備，且很大程度上不同于諸如液晶顯示器的電壓控制式設(shè)備。
在有機(jī)EL顯示器中，如液晶顯示器中的情況一樣，具有簡(jiǎn)單矩陣系統(tǒng)和有源矩陣系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。前者在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單，但是，它在實(shí)現(xiàn)大范圍和高清晰度顯示等等中存在問題，且目前，有源矩陣式系統(tǒng)逐漸被發(fā)展起來。該系統(tǒng)是為了控制流入具有像素電路中提供的有源元件(通常是薄膜晶體管，TFT)的各個(gè)像素電路內(nèi)的發(fā)光器件中的電流，且其在JP-A-2003-255856(專利文獻(xiàn)1)、JP-A-2003-271095(專利文獻(xiàn)2)、JP-A-2004-133240(專利文獻(xiàn)3)、JP-A-2004-029791(專利文獻(xiàn)4)和JP-A-2004-093682(專利文獻(xiàn)5)中公開。


發(fā)明內(nèi)容
過去的像素電路被提供在供應(yīng)控制信號(hào)的行式掃描線和供應(yīng)視頻信號(hào)的列式掃描線交叉的部分的，且包括至少采樣晶體管、像素電容、驅(qū)動(dòng)晶體管，和發(fā)光器件。采樣晶體管響應(yīng)從掃描線供應(yīng)的控制信號(hào)和從信號(hào)線供應(yīng)的視頻信號(hào)來導(dǎo)電。像素電容根據(jù)所采樣的視頻信號(hào)的信號(hào)電位來保持輸入電壓。驅(qū)動(dòng)晶體管根據(jù)被保持在像素電容中的輸入電壓在預(yù)定的發(fā)光時(shí)間內(nèi)供應(yīng)輸出電路作為驅(qū)動(dòng)電流。通常，該輸出電流取決于驅(qū)動(dòng)晶體管的溝道區(qū)域的載波遷移性和門限電壓。發(fā)光器件根據(jù)視頻信號(hào)以從驅(qū)動(dòng)晶體管供應(yīng)的輸出電流的亮度來發(fā)光。
驅(qū)動(dòng)晶體管在柵極接收被保持在像素電容中的輸入電壓，并在源極和漏極之間輸出電流以使發(fā)光器件通電。通常，發(fā)光器件的發(fā)光亮度與流過的電流量成比例。另外，驅(qū)動(dòng)晶體管的輸出電流的供應(yīng)量由柵極電壓即在像素電容中寫入的輸入電壓來控制。在過去的像素電路中，將被供應(yīng)到發(fā)光器件的電流量是通過響應(yīng)輸入視頻信號(hào)而改變被施加到驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極的輸入電壓來控制的。
這里，驅(qū)動(dòng)晶體管的操作特征由以下等式1來表示。
Ids＝(1/2)μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)2(1) 在晶體管特征等式1中，Ids代表在源極和漏極之間流動(dòng)的漏極電流，和被供應(yīng)給像素電路中的發(fā)光器件的輸出電流。Vgs代表參考源極而被施加到柵極的柵極電壓和上面描述的像素電路中的輸入電壓。Vth是晶體管的門限值。另外，μ代表配置晶體管的溝道的半導(dǎo)體薄膜的遷移性。另外，W代表溝道寬度，L代表寬度長(zhǎng)度，Cox代表柵極電容。如從晶體管特征等式1中所清楚地發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)薄膜晶體管操作于飽和區(qū)域時(shí)，如果柵極電壓Vgs變得大于門限電壓Vth，則晶體管導(dǎo)通且漏極電流Ids流動(dòng)。主要，如上述晶體管特征等式1所表示的，當(dāng)柵極電壓Vgs恒定時(shí)，相同量的漏極電流Ids恒定地被供應(yīng)給發(fā)光器件。因此，當(dāng)在相同電平的視頻信號(hào)被供應(yīng)給構(gòu)成屏幕的各個(gè)所有像素時(shí)，所有像素應(yīng)該以相同亮度來發(fā)光，且能夠獲得屏幕均勻性。
但是，實(shí)際上，包括多晶硅的半導(dǎo)體薄膜等等的獨(dú)立薄膜晶體管(TFT)在設(shè)備特征方面有變化。特別地，門限電壓Vth不相等，且對(duì)于每個(gè)像素變化。如從晶體管特征等式1中所清楚地發(fā)現(xiàn)的，如果各個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管的門限電壓Vth變化，即使當(dāng)柵極電壓Vgs恒定，對(duì)于每個(gè)像素來說漏極電流Ids變化且亮度變化。因此，屏幕均勻性惡化了。過去，例如，在專利文檔3中公開且已經(jīng)提出了結(jié)合消除驅(qū)動(dòng)晶體管的門限電壓Vth中的變化的功能的像素電路。
但是，向發(fā)光器件的輸出電流的變化因素不僅僅是門限電壓Vth。如從晶體管特征等式1所清楚地發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管的遷移性μ變化時(shí)輸出電流Ids也變化。因此，屏幕均勻性被惡化。期望校正遷移性中的變化。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供結(jié)合了在獨(dú)立像素內(nèi)驅(qū)動(dòng)晶體管的遷移性校正功能的顯示設(shè)備。特別地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，抑制了遷移性校正時(shí)間，且因此進(jìn)一步改善了顯示設(shè)備的屏幕均勻性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備基本上包括像素陣列部分和驅(qū)動(dòng)該像素陣列部分的驅(qū)動(dòng)部分。像素陣列部分包括行式第一掃描線和第二掃描線、列式信號(hào)線、在線交叉的地方以矩陣形式排列的像素和向各個(gè)像素供應(yīng)電力的電源線和地線。驅(qū)動(dòng)部分包括第一掃描器，其順序地向各個(gè)第一掃描線供應(yīng)第一控制信號(hào)，并按線順序地掃描以行為單元的像素；第二掃描器，其根據(jù)按線順序掃描來順序地向各個(gè)第二掃描線供應(yīng)第二控制信號(hào)；以及信號(hào)選擇器，其根據(jù)按線順序掃描來向列式信號(hào)線供應(yīng)視頻信號(hào)。像素包括發(fā)光器件、采樣晶體管、驅(qū)動(dòng)晶體管、開關(guān)晶體管和像素電容。采樣晶體管具有連接于第一掃描線的柵極、連接于信號(hào)線的源極和連接于驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極的漏極。驅(qū)動(dòng)晶體管和發(fā)光器件串聯(lián)于電源線和地線之間以構(gòu)成電流路徑。開關(guān)晶體管被插入電流路徑中，并具有連接于第二掃描線的柵極。像素電容連接在驅(qū)動(dòng)晶體管的源極和柵極之間。其中采樣晶體管響應(yīng)從第一掃描線供應(yīng)的第一控制信號(hào)來導(dǎo)通，并對(duì)從信號(hào)線供應(yīng)的視頻信號(hào)的信號(hào)電位進(jìn)行采樣，并在像素電容中保持該電位。開關(guān)晶體管響應(yīng)從第二掃描線供應(yīng)的第二控制信號(hào)來導(dǎo)通，以使電流路徑處于導(dǎo)電狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)晶體管響應(yīng)被保持在像素電容中的信號(hào)電位來使驅(qū)動(dòng)電流經(jīng)過處于導(dǎo)電狀態(tài)的電流路徑到發(fā)光器件。在向第一掃描線施加了第一控制信號(hào)并導(dǎo)通采樣晶體管以開始信號(hào)電位的采樣之后，在從當(dāng)?shù)诙刂菩盘?hào)被施加到第二掃描線且開關(guān)晶體管被導(dǎo)通時(shí)的第一時(shí)刻到當(dāng)消除了被施加到第一掃描線的第一控制信號(hào)且采樣晶體管被截止時(shí)的第二時(shí)刻的校正時(shí)間中，驅(qū)動(dòng)部分在被保持在像素電容中的信號(hào)電位上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)晶體管的遷移性校正。第一掃描器和第二掃描器的至少一個(gè)具有用于輸出第一或第二控制信號(hào)的輸出緩沖器。輸出緩沖器具有主要構(gòu)成控制信號(hào)的上升波形的一個(gè)開關(guān)元件，和主要構(gòu)成控制信號(hào)的下降波形的另一開關(guān)元件。各個(gè)開關(guān)元件是分別由晶體管來配置的。在控制信號(hào)中，上升波形和下降波形之一是確定校正時(shí)間中的第一時(shí)刻或第二時(shí)刻的確定波形，上升波形和下降波形的其他是與校正時(shí)間中的第一時(shí)刻或第二時(shí)刻無關(guān)的非確定波形。在輸出緩沖器中，在構(gòu)成確定波形端的上級(jí)開關(guān)元件的晶體管的尺寸被設(shè)為大于在構(gòu)成非確定波形端的下級(jí)開關(guān)元件的晶體管的尺寸。
根據(jù)實(shí)施例，輸出緩沖器是包括PMOS晶體管和NMOS晶體管的反相器。當(dāng)控制信號(hào)的下降波形是確定波形時(shí)，主要構(gòu)成該波形的NMOS晶體管是上級(jí)開關(guān)元件，當(dāng)控制信號(hào)的上升波形是確定波形時(shí)，主要構(gòu)成該波形的PMOS晶體管是上級(jí)開關(guān)元件。上級(jí)開關(guān)元件的晶體管尺寸被設(shè)為大于下級(jí)開關(guān)元件的晶體管尺寸。優(yōu)選地，第一時(shí)刻和第二時(shí)刻兩者的確定波形是下降波形，且在第一掃描器和第二掃描器的輸出緩沖器兩者內(nèi)NMOS晶體管在尺寸上大于PMOS晶體管。在另一個(gè)實(shí)施例中，在輸出緩沖器中，上級(jí)開關(guān)元件包括CMOS晶體管，下級(jí)開關(guān)元件包括NMOS晶體管或PMOS晶體管，且CMOS晶體管的尺寸大于NMOS晶體管或PMOS晶體管的尺寸。在另一個(gè)實(shí)施例中，輸出緩沖器取出外部供應(yīng)的脈沖波形，并當(dāng)上級(jí)開關(guān)元件導(dǎo)通且下級(jí)開關(guān)元件截止時(shí)輸出該波形作為控制信號(hào)的確定波形。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在導(dǎo)通采樣晶體管以開始信號(hào)電位的采樣之后，在從當(dāng)開關(guān)晶體管被導(dǎo)通時(shí)的第一時(shí)刻到當(dāng)采樣晶體管被截止時(shí)的第二時(shí)刻的校正時(shí)間中，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)晶體管的遷移性校正(遷移性校正操作)。特別地，響應(yīng)信號(hào)電位而流經(jīng)驅(qū)動(dòng)晶體管的驅(qū)動(dòng)電流在校正時(shí)間內(nèi)被負(fù)反饋到像素電容，且調(diào)整了其中所保持的信號(hào)電位。當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管的遷移性越大時(shí)，相應(yīng)地負(fù)反饋量越大，且因此能夠抑制驅(qū)動(dòng)電流。另一方面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管的遷移性越小時(shí)，相應(yīng)地向像素電容的負(fù)反饋量越大，且其中所保持的信號(hào)電位的減少量小了。因此，驅(qū)動(dòng)電流沒有被減少太多。以此方式，根據(jù)獨(dú)立像素的驅(qū)動(dòng)晶體管的遷移性的幅度，信號(hào)電位被調(diào)整以消除變化。因此，機(jī)關(guān)獨(dú)立像素的驅(qū)動(dòng)晶體管的遷移性中存在變化，但獨(dú)立像素對(duì)于相等的信號(hào)電位展現(xiàn)出發(fā)光亮度的幾乎的相同電平。因此，能夠改善屏幕均勻性。
順帶提及，由校正時(shí)間來確定向像素電容負(fù)反饋的量。如果校正時(shí)間在所有像素中是恒定的，則在負(fù)反饋量中不存在變化，且能夠輕松地校正遷移性中的差異。但是，實(shí)際上，由于通過配線電容和配線電阻的影響使得從各個(gè)掃描線被供應(yīng)給采樣晶體管和開關(guān)晶體管的控制信號(hào)的脈沖變得緩和。這種脈沖波形的緩和導(dǎo)致在當(dāng)開關(guān)晶體管導(dǎo)通時(shí)的第一時(shí)刻和當(dāng)采樣晶體管截止時(shí)的第二時(shí)刻中偏移，且校正時(shí)間的持續(xù)時(shí)間變化。相應(yīng)地，本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)計(jì)第一掃描器和第二掃描器的輸出緩沖器以使得確定開關(guān)晶體管的導(dǎo)通時(shí)刻和采樣晶體管的截止時(shí)刻的控制信號(hào)的波形變得更陡峭。特別地，在各個(gè)掃描器的輸出緩沖器中，在構(gòu)成確定遷移性校正時(shí)間的開始和結(jié)尾的控制信號(hào)脈沖的上升波形和下降波形的確定波形的端的上級(jí)開關(guān)元件的晶體管尺寸被設(shè)為大于在構(gòu)成非確定波形端的下級(jí)開關(guān)元件的晶體管尺寸。以此方式，通過使上級(jí)開關(guān)元件的晶體管尺寸更大，其電流驅(qū)動(dòng)性能被增加，且使確定波形的陡峭度更大。即使當(dāng)采樣晶體管和開關(guān)晶體管的門限電壓變化時(shí)，更陡峭的確定波形也能防止在晶體管的導(dǎo)通時(shí)刻和截止時(shí)刻中的變化。因此，本發(fā)明的實(shí)施例能提供一種能夠即使當(dāng)晶體管的門限電壓變化時(shí)維持在各個(gè)像素中的遷移性校正時(shí)間為恒定，并維持在屏幕均勻性中的優(yōu)勢(shì)，而沒有亮度的不規(guī)則性。注意，在本說明書中的晶體管尺寸指示尺寸因素W/L。W是晶體管的溝道寬度，L是晶體管的溝道長(zhǎng)度。溝道寬度W對(duì)比溝道長(zhǎng)度L越寬(即，尺寸因素越大)，晶體管的電流驅(qū)動(dòng)性能越高。當(dāng)溝道長(zhǎng)度L相同時(shí)，具有更寬的溝道寬度W的晶體管自然具有更大的尺寸因素。在這種情況下，狀態(tài)可以簡(jiǎn)單地表示為尺寸更大了。當(dāng)溝道長(zhǎng)度L相同時(shí)，溝道寬度W更大的事實(shí)意味著晶體管尺寸更大。



圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備的整體配置的方框圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備的像素配置的電路圖。
圖3是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備的操作的電路圖。
圖4是用于說明顯示設(shè)備的操作的時(shí)序圖。
圖5是用于說明顯示設(shè)備的操作的電路圖。
圖6是用于說明顯示設(shè)備的操作的圖。
圖7是用于說明顯示設(shè)備的操作的波形圖。
圖8是用于說明顯示設(shè)備的操作的圖。
圖9是用于說明顯示設(shè)備的操作的示意圖。
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的顯示設(shè)備的電路圖。
圖11是示出該第一實(shí)施例的顯示設(shè)備的柵極式樣圖。
圖12是示出該第一實(shí)施例的顯示設(shè)備的波形圖。
圖13A到13C是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的顯示設(shè)備的示意圖。
圖14A到14C是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的顯示設(shè)備的示意圖。
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的顯示設(shè)備的電路圖。
圖16是示出該第四實(shí)施例的顯示設(shè)備的柵極式樣圖。
圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的顯示設(shè)備的示意圖。
圖18是示出該第五實(shí)施例的顯示設(shè)備的柵極式樣圖。
圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的顯示設(shè)備的電路圖。
圖20是示出該第六實(shí)施例的顯示設(shè)備的柵極式樣圖。
圖21是示出根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的顯示設(shè)備的電路圖。
圖22是示出該第七實(shí)施例的顯示設(shè)備的柵極式樣圖。
圖23是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備的設(shè)備配置的剖視圖。
圖24是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備的模型配置的屏幕圖。
圖25是示出包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備的電視機(jī)的透視圖。
圖26是示出包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備的數(shù)字靜態(tài)攝像機(jī)的透視圖。
圖27是示出包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備的筆記本個(gè)人電腦的透視圖。
圖28是示出包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備的便攜式終端設(shè)備的示意圖。
圖29是示出包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備的視頻攝像機(jī)的透視圖。

具體實(shí)施例方式 如下，將參考附圖來具體描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備的整體配置的示意方框圖。如圖所示，圖像顯示設(shè)備基本上是由像素陣列部分1和包括掃描器單元和信號(hào)單元的驅(qū)動(dòng)部分來配置的。像素陣列部分1包括以行式方式提供的掃描線WS、掃描線AZ1、掃描線AZ2和掃描線DS、以列式方式提供的信號(hào)線SL、被連接于那些掃描線WS、AZ1、AZ2、DS和信號(hào)線SL的以矩陣形式的像素電路2，和供應(yīng)用于各個(gè)像素電路2的操作所需的第一電位Vss1、第二電位Vss2和第三電位VDD的多個(gè)電源線。該信號(hào)單元包括水平選擇器3，并向信號(hào)線SL供應(yīng)視頻信號(hào)。該掃描單元包括寫掃描器4、驅(qū)動(dòng)掃描器5、第一校正掃描器71和第二校正掃描器72，并分別向掃描線WS、掃描線DS、掃描線AZ1和掃描線AZ2供應(yīng)控制信號(hào)，以對(duì)于每行順序掃描像素電路。
這里，寫掃描器4是由移位寄存器來配置的，其響應(yīng)外部供應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)WSCK來操作，并順序地轉(zhuǎn)移也是外部供應(yīng)的開始信號(hào)WSST，以向各個(gè)掃描線WS輸出控制信號(hào)WS。驅(qū)動(dòng)掃描器5也是由移位寄存器來配置的，其響應(yīng)外部供應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)DSCK來操作，并順序地轉(zhuǎn)移也是外部供應(yīng)的開始信號(hào)DSST，以向各個(gè)掃描線DS輸出控制信號(hào)DS。
圖2是示出被并入到如圖1所示的圖像顯示設(shè)備中的像素配置的電路圖。如圖所示，像素電路2包括采樣晶體管Tr1、驅(qū)動(dòng)晶體管Trd、第一開關(guān)晶體管Tr2、第二開關(guān)晶體管Tr3、第三開關(guān)晶體管Tr4、像素電容Cs和發(fā)光器件EL。采樣晶體管Tr1響應(yīng)從掃描線WS供應(yīng)的控制信號(hào)來導(dǎo)電(conduct)，并在預(yù)定的采樣時(shí)間內(nèi)把從信號(hào)線SL供應(yīng)的視頻信號(hào)的信號(hào)電位采樣到像素電容Cs。像素電容Cs根據(jù)所采樣的視頻信號(hào)的信號(hào)電位來對(duì)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G施加輸入電壓Vgs。驅(qū)動(dòng)晶體管Trd根據(jù)輸入電壓Vgs向發(fā)光器件EL輸出電流Ids。發(fā)光器件EL在預(yù)定的發(fā)光時(shí)間內(nèi)、以根據(jù)視頻信號(hào)的信號(hào)電位的亮度、用從驅(qū)動(dòng)晶體管Trd供應(yīng)的輸出電流Ids來發(fā)光。
第一開關(guān)晶體管Tr2響應(yīng)從掃描線AZ1供應(yīng)的控制信號(hào)來導(dǎo)電，并在采樣時(shí)間之前設(shè)置驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G為第一電位Vss1。第二開關(guān)晶體管Tr3響應(yīng)從掃描線AZ2供應(yīng)的控制信號(hào)來導(dǎo)電，并在采樣時(shí)間之前設(shè)置驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極S為第二電位Vss2。第三開關(guān)晶體管Tr4響應(yīng)從掃描線DS供應(yīng)的控制信號(hào)來導(dǎo)電，在采樣時(shí)間之前連接驅(qū)動(dòng)晶體管Trd到第三電位VDD，并因此通過允許像素電容Cs保持對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的門限電壓Vth的電壓來校正門限電壓Vth的影響。另外，第三開關(guān)晶體管在發(fā)光時(shí)間再次響應(yīng)從掃描線DS供應(yīng)的控制信號(hào)來導(dǎo)電，連接驅(qū)動(dòng)晶體管Trd到第三電位VDD，并使輸出電流Ids穿過發(fā)光器件EL。
如從上述描述中清楚地理解的，像素電路2是由五個(gè)晶體管Tr1到Tr4和Trd、一個(gè)像素電容Cs和一個(gè)發(fā)光器件EL來配置的。晶體管Tr1到Tr3和Trd是N-溝道多晶硅TFT。僅晶體管Tr4是P-溝道多晶硅TFT。注意，本發(fā)明不局限于該配置，N-溝道和P-溝道TFT還可以被適當(dāng)?shù)鼗旌稀＠?，發(fā)光器件EL是具有陽極和陰極的二極管式有機(jī)EL設(shè)備。還要注意，本發(fā)明不局限于該配置，發(fā)光器件還包括普遍地由電流驅(qū)動(dòng)來發(fā)光的所有設(shè)備。
如本發(fā)明的實(shí)施例的特性，顯示設(shè)備的驅(qū)動(dòng)部分對(duì)第一掃描線WS施加第一控制信號(hào)WS，以導(dǎo)通采樣晶體管Tr1并開始信號(hào)電位的采樣，然后，在像素電容Cs中保持的信號(hào)電位上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的遷移性μ的校正，并因此，在從當(dāng)?shù)诙刂菩盘?hào)DS被施加到第二掃描線DS且開關(guān)晶體管Tr4被導(dǎo)通時(shí)的第一時(shí)刻到當(dāng)消除了被施加到第一掃描線WS的第一控制信號(hào)WS且采樣晶體管Tr1被截止時(shí)的第二時(shí)刻的校正時(shí)間t內(nèi)進(jìn)行遷移性校正。
圖3是僅示出圖2所示的圖像顯示設(shè)備采用的像素電路2的部分的示意圖。為便于理解，在其上增加了由采樣晶體管Tr1所采樣的視頻信號(hào)的信號(hào)電位Vsig、驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的輸入電壓Vgs和輸出電流Ids，還有發(fā)光器件EL所具有的電容組件Coled。如下，將參考圖3描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的像素電路2的操作。
圖4是圖3所示的像素電路的時(shí)序圖。將參考圖4具體描述圖3所示的像素電路的操作。圖4示出了被施加到各個(gè)掃描線WS、AZ1、AZ2和DS的控制信號(hào)沿時(shí)間軸T的波形圖。為簡(jiǎn)化符號(hào)，由與對(duì)應(yīng)的掃描線的記號(hào)相同的記號(hào)來表示控制信號(hào)。由于晶體管Tr1、Tr2、Tr3是N-溝道晶體管，當(dāng)掃描線WS、AZ1、AZ2處于高電平時(shí)它們分別被導(dǎo)通，而當(dāng)掃描線處于低電平時(shí)截止。另一方面，由于晶體管Tr4是P-溝道晶體管，當(dāng)掃描線DS處于高電平時(shí)它截止，而當(dāng)掃描線處于低電平時(shí)導(dǎo)通。時(shí)序圖示出驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G的電位變化和源極S的電位變化，以及各個(gè)控制信號(hào)WS、AZ1、AZ2、DS的波形。
在圖4所示的時(shí)序圖中，時(shí)序T1到T8被設(shè)為一場(chǎng)(1f)。像素陣列的各行在一場(chǎng)期間被順序地掃描一次。時(shí)序圖示出各個(gè)被施加到一行像素的各控制信號(hào)WS、AZ1、AZ2、DS的波形圖。
在場(chǎng)開始之前的時(shí)刻T0，所有控制信號(hào)WS、AZ1、AZ2、DS處于低電平。相應(yīng)地，N-溝道晶體管Tr1、Tr2、Tr3處于截止?fàn)顟B(tài)，而僅P-溝道晶體管Tr4處于導(dǎo)通狀態(tài)。由于驅(qū)動(dòng)晶體管Trd經(jīng)由導(dǎo)通狀態(tài)的晶體管Tr4而被連接于電源VDD，因此晶體管Trd根據(jù)預(yù)定輸入電壓Vgs向發(fā)光器件EL供應(yīng)輸出電流Ids。因此，發(fā)光器件EL在時(shí)刻T0發(fā)光。在這點(diǎn)上，由柵極電位(G)和源極電位(S)之間的差來表示被施加到驅(qū)動(dòng)晶體管Trd上的輸入電壓Vgs。
在當(dāng)場(chǎng)開始時(shí)的時(shí)刻T1，控制信號(hào)DS從低電平切換到高電平。從而，開關(guān)晶體管Tr4截止，且驅(qū)動(dòng)晶體管Trd從電源VDD斷開，因此，停止發(fā)光，且開始非發(fā)光時(shí)間。因此，在時(shí)刻T1，所有晶體管Tr1到Tr4都截止。
接下來，在下一時(shí)刻T2，控制信號(hào)AZ1和AZ2達(dá)到高電平，開關(guān)晶體管Tr2和Tr3導(dǎo)通。從而，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G連接于參考電位Vss1，源極S被連接于參考電位Vss2。這里，滿足Vss1-Vss2＞Vth，且通過設(shè)置Vss1-Vss2＝Vgs＞Vth來準(zhǔn)備將在下一時(shí)刻T3進(jìn)行的Vth校正。換句話說，時(shí)間T2-T3對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的復(fù)位時(shí)間。另外，令發(fā)光器件EL的門限電壓是VthEL，設(shè)置VthEL＞Vss2。從而，負(fù)偏壓被施加到發(fā)光器件EL，且處于所謂反向偏壓狀態(tài)。對(duì)于普遍地進(jìn)行隨后的Vth校正操作和遷移性校正操作來說，反向偏壓狀態(tài)是必需的。
在時(shí)刻T3，控制信號(hào)AZ2被切換到低電平，且立即，控制信號(hào)DS也被切換到低電平。從而，晶體管Tr3截止而晶體管Tr4導(dǎo)通。從而，漏極電路Ids流入像素電容Cs，開始Vth校正操作。在這點(diǎn)上，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G被保持在Vss1，且電流Ids流動(dòng)直到驅(qū)動(dòng)晶體管Trd被切斷。在切斷后，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極電位變?yōu)閂ss1-Vth。在漏極電源切斷后的時(shí)刻T4，控制信號(hào)DS回復(fù)到高電平，且開關(guān)晶體管Tr4截止。類似地，控制信號(hào)AZ1回復(fù)到低電平，且開關(guān)晶體管Tr2導(dǎo)通。從而，Vth被保持并固定在像素電容Cs中。如上所述，時(shí)刻T3-T4是用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的門限電壓Vth的時(shí)間。這里，檢測(cè)時(shí)間T3-T4被稱為Vth校正時(shí)間。
在如上所述進(jìn)行了Vth校正之后，在時(shí)刻T5，控制信號(hào)WS被切換到高電平，采樣晶體管Tr1導(dǎo)通，且視頻信號(hào)Vsig被寫入像素電容Cs。像素電容Cs與發(fā)光器件EL的等同電容Coled相比足夠小。從而，大部分視頻信號(hào)Vsig被寫入像素電容Cs。為精確，Vsig相對(duì)于Vss1的差、Vsig-Vss1被寫入像素電容Cs。因此，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G和源極S之間的電壓Vgs到達(dá)先前已經(jīng)被檢測(cè)并保持的Vth與在此時(shí)被采樣的Vsig-Vss1的和(Vsig-Vss1+Vth)的電平。令Vss1＝0V使得更容易進(jìn)行以下描述，如圖2所示的時(shí)序圖，在柵極和源極之間的電壓Vgs是Vsig+Vth。進(jìn)行視頻信號(hào)Vsig的采樣直到當(dāng)控制信號(hào)WS回復(fù)到低電平時(shí)的時(shí)刻T7。即，時(shí)刻T5-T7對(duì)應(yīng)于采樣時(shí)間。
在當(dāng)采樣時(shí)間結(jié)束時(shí)的時(shí)刻T7之前的時(shí)刻T6，控制信號(hào)DS到達(dá)低電平且開關(guān)晶體管Tr4導(dǎo)通。從而，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd被連接于電源VDD，像素電路從非發(fā)光時(shí)間進(jìn)行到發(fā)光時(shí)間。以此方式，在其中采樣晶體管Tr1維持在導(dǎo)通狀態(tài)且開關(guān)晶體管Tr4進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)間T6-T7中，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的遷移性校正。即，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在其中采樣時(shí)間的較后部分與發(fā)光時(shí)間的前面部分重疊的時(shí)間T6-T7中進(jìn)行遷移性校正。注意，在其中進(jìn)行遷移性校正的發(fā)光時(shí)間的前面部分中，發(fā)光器件EL實(shí)際上是處于反向偏壓狀態(tài)的，且沒有發(fā)光。在遷移性校正時(shí)間T6-T7中，柵極電流Ids流經(jīng)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd，而驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G被固定在視頻信號(hào)Vsig的電平。這里，通過設(shè)置Vss1-Vth＜VthEL，發(fā)光器件EL被置于反向偏壓狀態(tài)，從而，不是展示出二極管特征而是簡(jiǎn)單電容特征。因此，流經(jīng)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的電流Ids被寫入通過耦合像素電容Cs和發(fā)光器件EL的等同電容Coled而得到的電容、C＝Cs+Coled中。從而，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極電位(S)上升。在圖4的時(shí)序圖中，由ΔV來表示上升量。最后從被保持在像素電容Cs中的柵極/源極電壓Vgs減去上升量ΔV，然后進(jìn)行負(fù)反饋。以此方式，通過復(fù)反饋驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的輸出電流Ids到相同驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的輸入電壓Vgs來校正遷移性μ。通過調(diào)整遷移性校正時(shí)間T6-T7的持續(xù)時(shí)間t來最優(yōu)化負(fù)反饋量ΔV。
在時(shí)刻T7，控制信號(hào)WS到達(dá)低電平，采樣晶體管Tr1截止。從而，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G從信號(hào)線SL上斷開。由于消除了視頻信號(hào)Vsig的施加，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd變得可上升，并與源極電位(S)一起上升。同時(shí)，被保持在像素電容Cs中的柵極/源極電壓Vgs維持值(Vsig-ΔV+Vth)。隨著源極電位(S)的上升，發(fā)光器件EL的反向偏壓狀態(tài)被消除，且發(fā)光器件EL通過輸出電流Ids的流入實(shí)際地開始發(fā)光。在這點(diǎn)上，漏極電流Ids和柵極電壓Vgs之間的關(guān)系由通過將Vsig-ΔV+Vth替換上述晶體管特征等式1的Vgs在如下等式2中給出。
Ids＝kμ(Vgs-Vth)2＝kμ(Vsig-ΔV)2(2) 在等式2中，k＝(1/2)(W/L)Cox。從消除來自特征等式2的術(shù)語Vth，已知被供應(yīng)給發(fā)光器件EL的輸出電流Ids不依賴于驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的門限電壓Vth?；镜?，通過視頻信號(hào)的信號(hào)電壓Vsig來確定漏極電流Ids。換句話說，發(fā)光器件EL以根據(jù)視頻信號(hào)Vsig的亮度來發(fā)光。在這點(diǎn)上，已經(jīng)用負(fù)反饋量ΔV校正了Vsig。校正量ΔV用于抵消位于特征等式2的系數(shù)部分的遷移性μ。因此，漏極電流Ids實(shí)質(zhì)上僅依賴于視頻信號(hào)Vsig。
最后，在時(shí)刻T8，控制信號(hào)DS到達(dá)高電平，且開關(guān)晶體管Tr4截止，結(jié)束發(fā)光并結(jié)束場(chǎng)。然后，操作進(jìn)行到下一場(chǎng)，重復(fù)Vth校正操作、遷移性校正操作和發(fā)光操作。
圖5是圖示在遷移性校正時(shí)間T6-T7中的像素電路2的狀態(tài)的電路圖。如圖所示，在遷移性校正時(shí)間T6-T7中，采樣晶體管Tr1和開關(guān)晶體管Tr4導(dǎo)通，而其他開關(guān)晶體管Tr2和Tr3截止。在這種條件下，開關(guān)晶體管Tr4的源極電位(S)是Vss1-Vth。源極電位(S)也是發(fā)光器件EL的陽極電位。通過如上所述設(shè)置Vss1-Vth＜VthEL，發(fā)光器件處于反向偏壓狀態(tài)，且不展示出二極管特征而是簡(jiǎn)單電容特征。因此，流經(jīng)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的電流Ids流入像素電容Cs與發(fā)光器件EL的等同電容Coled的組合電容C＝Cs+Coled中。換句話說，漏極電流Ids的部分被負(fù)反饋到圖像電容Cs，且遷移性被校正。
圖6是上述晶體管特征等式2的圖形表現(xiàn)，垂直軸指示Ids，水平軸指示Vsig。圖下方還示出了晶體管特征等式2。在圖6的圖中，比較像素1和像素2描繪了特征曲線。像素1的驅(qū)動(dòng)晶體管的遷移性μ相對(duì)大。相反，像素2中的驅(qū)動(dòng)晶體管的遷移性μ相對(duì)小。以此方式，當(dāng)由多晶硅薄膜晶體管等等來配置驅(qū)動(dòng)晶體管時(shí)，在像素之間的遷移性μ中的變化是不可避免的。例如，當(dāng)處于相同電平的視頻信號(hào)的信號(hào)電位Vsig被分別寫入像素1、2，如果沒有進(jìn)行任何遷移性校正，則流經(jīng)就具有較大遷移性μ的像素1的輸出電流Ids1’很大程度上不同于流經(jīng)具有較小遷移性μ的像素2的輸出電流Ids2’.因此，由于遷移性μ中的變化而導(dǎo)致了輸出電流Ids之間的大差異，因此，條紋出現(xiàn)，并惡化了屏幕均勻性。
相應(yīng)地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過負(fù)反饋輸出電流到輸入電壓端來消除中遷移性的變化。如從上述晶體管特征等式1中清楚地得到的，遷移性越大，漏極電流Ids越大。因此，遷移性越大，負(fù)反饋量ΔV越大。如圖6的圖所示，具有較大遷移性μ的像素1的負(fù)反饋量ΔV1大于具有較小遷移性μ的像素2的負(fù)反饋量ΔV2。因此，遷移性μ越大，像素被負(fù)反饋的程度越大，因此抑制了變化。如圖所示，當(dāng)在具有較大遷移性μ的像素1中進(jìn)行ΔV1的校正時(shí)，輸出電流很大程度地從Ids1’降到Ids1。另一方面，由于具有較小遷移性μ的像素2的校正量ΔV2小，則輸出電流Ids2’沒有如此大程度地從Ids2’降到Ids2。因此，Ids1和Ids2變得實(shí)質(zhì)上相等，且消除了遷移性中的變化。在從黑電平到白電平的整個(gè)Vsig范圍內(nèi)進(jìn)行遷移性中變化的消除，從而，屏幕均勻性變得極其高。上述描述將被總結(jié)如下。當(dāng)存在具有不同遷移性的像素1和2時(shí)，具有較大遷移性的像素1的校正量ΔV1變得小于具有較小遷移性的像素2的校正量ΔV2。即，遷移性越大，ΔV變得越大，且Ids的較少值變得越大。從而，具有不同遷移性的像素的電流值相等，且能夠校正遷移性中的變化。
如下，將進(jìn)行上述遷移性校正的數(shù)值分析作為參考。在圖5所示晶體管Tr1和Tr4導(dǎo)通的條件下，將使用驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極電位作為變量V進(jìn)行分析。令，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極電位(S)是V，流經(jīng)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的漏極電流Ids由以下等式3來表示。
Ids＝Kμ(Vgs-Vth)2＝Kμ(Vsig-V-Vth)2(3) 另外，根據(jù)漏極電流Ids和電容C(＝Cs+Coled)之間的關(guān)系，如以下等式4來表示保持的Ids＝dQ/dt＝CdV/dt。
從 等式3被替換到等式4中并求兩端的積分。這里，源極電壓V的初始條件是-Vth，且遷移性變化校正時(shí)間(T6-T7)是t。通過求解微分等式，如以下等式5來給出對(duì)于遷移性校正時(shí)間t的像素電流。
如上所述，流經(jīng)每個(gè)像素的發(fā)光器件的輸出電流由等式5來表示。在等式5中，遷移性校正時(shí)間t被設(shè)為在實(shí)際級(jí)別中的幾個(gè)微秒。如上所述，通過開關(guān)晶體管Tr4的導(dǎo)通時(shí)刻(下降時(shí)刻)和采樣晶體管Tr1的導(dǎo)通時(shí)刻(上述時(shí)刻)來確定遷移性校正時(shí)間。圖7示出了沿相同時(shí)間軸的被施加到開關(guān)晶體管Tr4的柵極的控制信號(hào)DS的下降波形和被施加到采樣晶體管Tr1的柵極的控制信號(hào)WS的下降波形。這些控制信號(hào)DS、WS傳播經(jīng)過的掃描線是金屬鉬的相對(duì)高電阻脈沖配線等等。另外，由于用其他層的配線的重疊寄生電容大，因此這些脈沖配線的時(shí)間常數(shù)大，且控制信號(hào)DS和WS的下降波形緩和。即，各個(gè)控制信號(hào)DS、WS不立即從電源電位Vcc上升到地電位Vss，但由于通過配線電阻和配線電容確定的時(shí)間常數(shù)的影響，下降波形變得緩和。下降波形被施加到開關(guān)晶體管Tr4和采樣晶體管Tr1的柵極. 另一方面，信號(hào)電位Vsig被供應(yīng)到采樣晶體管Tr1的源極。相應(yīng)地，當(dāng)柵極電位低于Vsig+Vtn時(shí)采樣晶體管Tr1截止。Vtn是N-溝道采樣晶體管Tr1的門限電壓。普遍地，由于制造處理等等的影響，采樣晶體管Tr1的門限電壓Vtn對(duì)于每個(gè)像素變化。因此，如果控制信號(hào)WS的下降波形緩和，采樣晶體管Tr1的截止時(shí)刻由于門限電壓Vtn中的變化的影響而偏移。因此，在對(duì)于每個(gè)像素的遷移性校正時(shí)間t的尾部中出現(xiàn)了差異。
類似地，開關(guān)晶體管Tr4的源極被連接于像素的電源電位VDD。相應(yīng)地，當(dāng)開關(guān)晶體管Tr4的柵極電位下降到VDD-|Vtp|時(shí)，開關(guān)晶體管Tr4導(dǎo)通。這里，Vtp代表P-溝道開關(guān)晶體管Tr4的門限電壓。門限電壓Vtp還由于制造處理的影響而變化。因此，如果控制信號(hào)DS的下降波形緩和，則開關(guān)晶體管Tr4的導(dǎo)通時(shí)刻由于門限電壓vtp中的變化的影響而偏移。即，在對(duì)于每個(gè)像素的遷移性校正時(shí)間t的開始出現(xiàn)差異。圖7示出當(dāng)門限電壓Vtn、Vtp處于由點(diǎn)線所示的平均電平時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)操作點(diǎn)和當(dāng)Vtn和Vtp中的變化是由虛線-點(diǎn)線所示的最差時(shí)的操作點(diǎn)。在最差情況下，遷移性校正時(shí)間相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)遷移性校正時(shí)間t來說更短。相反，在最差情況下，遷移性校正時(shí)間可以相對(duì)于平均遷移性校正時(shí)間t來說更長(zhǎng)。
圖8是示出遷移性校正時(shí)間和流經(jīng)像素的驅(qū)動(dòng)電流(像素電流)之間的關(guān)系的圖。在圖中，水平軸指示遷移性校正時(shí)間，垂直軸指示像素電流。如從圖中清楚地得到的，當(dāng)遷移性校正時(shí)間變化時(shí)，像素電流對(duì)于每個(gè)像素變化。因此，惡化了屏幕均勻性。如上所述，在遷移性校正時(shí)間中的變化主要是由采樣晶體管Tr1和開關(guān)晶體管Tr4的門限電壓中的變化所導(dǎo)致的。
圖9是用于說明薄膜晶體管的門限電壓中的變化的起因的示意圖。如圖所示，顯示設(shè)備是由一個(gè)絕緣基底構(gòu)成的平板0。在平板0上，除了像素陣列部分1以外，集成地構(gòu)成了周圍的寫掃描器4、驅(qū)動(dòng)掃描器5和水平選擇器3。這些周圍的驅(qū)動(dòng)部分以及中央的像素陣列部分1是用薄膜晶體管來集成地構(gòu)成的。普遍地，薄膜晶體管具有多晶硅膜作為設(shè)備區(qū)域。例如，無定形的硅薄膜被放置在絕緣基底上，然后通過施加激光束來被晶體化，以便薄膜被轉(zhuǎn)換成多晶硅薄膜。通過當(dāng)重疊它們時(shí)從板0的頂部到底部順序地施加線性激光束，激光束的施加轉(zhuǎn)換無定形硅膜成為多晶硅膜。在激光束施加處理中，當(dāng)在激光輸出中出現(xiàn)局部變化時(shí)，多晶硅膜的晶體沿著板0的垂直方向而不同，且從而，這出現(xiàn)作為在薄膜晶體管的門限電壓中的變化。因此，在門限電壓中的變化典型地出現(xiàn)在板0沿著激光束線的水平軸。在所示示例中，由于在一些線中的門限電壓中的變化，校正時(shí)間變化。如圖8所示，在校正時(shí)間中的變化導(dǎo)致在像素電流中的變化，因此沿著線出現(xiàn)了條紋的不均勻亮度。當(dāng)校正時(shí)間短于平均值時(shí)，對(duì)于信號(hào)電位的負(fù)反饋的量更小，因此出現(xiàn)了亮于周圍的條紋。相反，當(dāng)校正時(shí)間長(zhǎng)于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對(duì)于信號(hào)電位的負(fù)反饋的量增加，信號(hào)電位降低，因此，通過降低出現(xiàn)了暗于周圍的條紋。
在當(dāng)前的平板市場(chǎng)中，需要具有更高屏幕亮度的產(chǎn)品。相應(yīng)地，需要縮短進(jìn)行在將被減少的信號(hào)電位上的遷移性校正時(shí)間。當(dāng)遷移性校正時(shí)間被縮短時(shí)，由于不均勻亮度的條紋明顯具有持續(xù)時(shí)間的輕微偏移。在校正時(shí)間中的變化主要是由開關(guān)晶體管和采樣晶體管的門限電壓中的變化所導(dǎo)致的。相應(yīng)地，本發(fā)明的基本概念是使得被施加到這些晶體管的柵極上的控制信號(hào)脈沖的過渡波形更陡峭，以便，如果晶體管的門限電壓變化，校正時(shí)間本身可以不變。圖10是示出基于本發(fā)明的基本概念所建立的第一實(shí)施例的示意電路圖。圖10示意地示出了寫掃描器4的輸出單元的三個(gè)階段和連接于其的像素陣列部分1的三列(三條線)。
寫掃描器4是由移位寄存器S/R來配置的，響應(yīng)外部輸入的時(shí)鐘信號(hào)WSCK來操作，并通過順序地轉(zhuǎn)移外部輸入的開始信號(hào)WSST來順序地輸出對(duì)于每個(gè)階段的信號(hào)。NAND元件被連接于移位寄存器S/R的各個(gè)階段，并在從S/R的相鄰階段輸出的順序信號(hào)上進(jìn)行NAND處理以生成從其構(gòu)成控制信號(hào)WS的矩形波形。該矩形波形經(jīng)由反相器(inverter)被輸入到輸出緩沖器中。該輸出緩沖器響應(yīng)從移位寄存器端供應(yīng)的輸入信號(hào)來操作，并向像素陣列部分1的對(duì)應(yīng)的掃描線WS供應(yīng)最終控制信號(hào)。
該輸出緩沖器包括被串聯(lián)在電源電位Vcc和地電位Vss之間的開關(guān)元件對(duì)。在本實(shí)施例中，輸出緩沖器具有反相器配置，且一個(gè)開關(guān)元件是P-溝道晶體管Pch(典型地，PMOS晶體管)，其他是N-溝道晶體管Nch(典型地，NMOS晶體管)。由電阻組件和電容組件的等效電路來表示被連接于各個(gè)輸出緩沖器的在像素陣列部分1端的各條線。
在具有反相器配置的輸出緩沖器中，P-溝道晶體管Pch和N-溝道晶體管Nch被交替地導(dǎo)通，用于輸出控制信號(hào)WS的矩形脈沖。當(dāng)P-溝道晶體管Pch導(dǎo)通時(shí)，反相器的輸出節(jié)點(diǎn)被陡峭地提升到電源電位Vcc端。即，P-溝道晶體管Pch主要構(gòu)成控制信號(hào)WS的上升波形。另一方面，當(dāng)N-溝道晶體管Nch導(dǎo)通時(shí)，反相器的輸出節(jié)點(diǎn)被陡峭地降到地線電位Vss端。換句話說，N-溝道晶體管Nch主要構(gòu)成控制信號(hào)WS的下降波形。
順帶提及，在圖7所示的波形圖中，控制信號(hào)WS的下降波形確定了遷移性校正時(shí)間t的尾部。且上升波形是非確定波形，因?yàn)樗鼪]有被包含在遷移性校正時(shí)間的任何確定中。另一方面，在輸出緩沖器中，P溝道晶體管Pch構(gòu)成上升部分，N-溝道晶體管Nch主要構(gòu)成下降部分。因此，在圖10的實(shí)施例中，N-溝道晶體管Nch是上級(jí)開關(guān)元件，其構(gòu)成控制信號(hào)WS的確定波形，P-溝道晶體管Pch是下級(jí)開關(guān)元件，其構(gòu)成控制信號(hào)的非確定波形。稱為上級(jí)開關(guān)元件和下級(jí)開關(guān)元件僅為了確定波形與非確定波形的對(duì)應(yīng)關(guān)系的方便，在它們之間沒有定形的差異。在本實(shí)施例中，為了抑制遷移性校正時(shí)間中的變化，通過設(shè)置構(gòu)成確定波形的N-溝道晶體管Nch的尺寸大于P-溝道晶體管Pch的尺寸，來使確定波形的陡峭度更大。因此，即使在像素陣列部分1端的采樣晶體管Tr1的門限電壓Vth變化，遷移性校正時(shí)間的尾部也不再變化。
圖11是示出圖10所示的輸出緩沖器的柵極式樣的示意平面圖。如圖所示，輸出緩沖器具有反相器配置，在電源電位Vcc和地電位Vss之間串聯(lián)P-溝道晶體管Pch和N-溝道晶體管Nch。對(duì)P-溝道晶體管Pch和N-溝道晶體管Nch對(duì)的柵極端施加輸入信號(hào)，且從漏極端得到輸出信號(hào)。如上所述，在輸出緩沖器中，作為上級(jí)開關(guān)元件的N-溝道晶體管Nch的溝道寬度Wn被設(shè)置為大于在下級(jí)開關(guān)元件的P-溝道晶體管Pch的溝道寬度Wp。N-溝道晶體管Nch和P-溝道晶體管Pch的溝道長(zhǎng)度L被設(shè)為彼此相等。
圖12是示出從圖11所示的輸出緩沖器輸出的控制信號(hào)WS的下降波形(確定波形)的波形圖。時(shí)間軸和控制信號(hào)DS的下降波形(確定波形)被顯示在一起。為了容易理解，基于與圖7的波形圖的尺寸相同的尺寸來顯示圖12的波形圖。如在圖7和圖12之間的比較中清楚地發(fā)現(xiàn)，控制信號(hào)WS的下降波形更陡峭。類似地，通過設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的輸出緩沖器來使得控制信號(hào)DS的下降波形更陡峭。以此方式，使得各個(gè)控制信號(hào)WS、DS的確定波形更陡峭，從而即使當(dāng)采樣晶體管Tr1的門限電壓Vth和開關(guān)晶體管Tr4的門限電壓Vtp變化時(shí)，遷移性校正時(shí)間t也不會(huì)大幅變化。如在圖7和圖12之間的比較中清楚地發(fā)現(xiàn)，在圖12中在遷移性校正時(shí)間的平均情況和最差情況之間的差異更小了。
圖13A到13C是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的顯示設(shè)備的示意圖。圖13A示出像素配置，圖13B示出控制信號(hào)WS和DS的波形，圖13C示出寫掃描器的輸出緩沖器的柵極式樣。如圖13A所示，實(shí)施例使用P-溝道晶體管作為采樣晶體管Tr1。相應(yīng)地，如圖13B所示，被施加到采樣晶體管Tr1的控制信號(hào)WS的確定波形不是圖12所示的下降波形，而是上升波形。因此，如圖13C所示，在供應(yīng)控制信號(hào)WS的寫掃描器的輸出緩沖器中，P-溝道晶體管是主要構(gòu)成控制信號(hào)WS的上升波形的上級(jí)開關(guān)元件，N-溝道晶體管是相反的下級(jí)開關(guān)元件。在本實(shí)施例中，為了使確定波形更陡峭，使在上級(jí)開關(guān)元件端的P-溝道晶體管的溝道寬度寬于在下級(jí)開關(guān)元件端的N-溝道晶體管的溝道寬度。
圖14A到14C是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的顯示設(shè)備的示意圖。如圖14A所示，本實(shí)施例使用N-溝道晶體管作為開關(guān)晶體管Tr4。相應(yīng)地，如圖14B所示，控制信號(hào)DS的上升波形是確定遷移性校正時(shí)間的開始的確定波形。如圖14C所示，在供應(yīng)控制信號(hào)DS的驅(qū)動(dòng)掃描器5的輸出緩沖器中，使在構(gòu)成確定波形的上級(jí)開關(guān)元件端的P-溝道晶體管的溝道寬度寬于在下級(jí)開關(guān)元件端的N-溝道晶體管的溝道寬度。因此，使控制信號(hào)DS的上述波形陡峭于下降波形。
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的顯示設(shè)備的示意電路圖。電路圖左側(cè)示出了寫掃描器4和驅(qū)動(dòng)掃描器5的輸出階段，右側(cè)示出了像素陣列部分1的對(duì)應(yīng)線。本實(shí)施例具有其中輸出緩沖器取出被供應(yīng)到電源線的電源脈沖并構(gòu)成控制信號(hào)的確定波形的配置。如圖所示，而且輸出緩沖器具有反相器配置，P-溝道晶體管Pch和N-溝道晶體管Nch被串聯(lián)在電源線和地電位Vss之間。當(dāng)響應(yīng)來自移位寄存器S/R端的輸入信號(hào)而導(dǎo)通輸出緩沖器的P-溝道晶體管Pch時(shí)，輸出緩沖器取出被供應(yīng)到電源線的電源脈沖的下降波形，并向像素陣列部分1端供應(yīng)它作為控制信號(hào)WS的確定波形。以此方式，從緩沖器個(gè)別地構(gòu)成包含確定波形的脈沖，并供應(yīng)給輸出緩沖器的電源線，因此，能夠構(gòu)成具有所期望的確定波形的控制信號(hào)WS。而且在這種情況下，當(dāng)在上級(jí)開關(guān)溝道端的P-溝道晶體管Pch導(dǎo)通且在下級(jí)開關(guān)溝道端的N-溝道晶體管Nch截止時(shí)，輸出緩沖器取出外部供應(yīng)的電源脈沖的下降波形，并輸出它作為控制信號(hào)WS或DS的確定波形。
圖16是示出圖15所示的輸出緩沖器的柵極式樣的示意圖。如圖所示，具有反相器配置的P-溝道晶體管Pch和N-溝道晶體管Nch對(duì)被串聯(lián)在生成電源脈沖的外部電源和地線Vss之間。在本實(shí)施例中，P-溝道晶體管Pch是上級(jí)開關(guān)元件，N-溝道晶體管Nch是下級(jí)開關(guān)元件，P-溝道晶體管的溝道寬度被設(shè)為寬于N-溝道晶體管的溝道寬度。由于如上所述P-溝道晶體管的電流驅(qū)動(dòng)性能高，因此P-溝道晶體管能夠取出從外部電源供應(yīng)的帶有少量失真的電源脈沖的驅(qū)動(dòng)波形作為控制信號(hào)的確定波形。
圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的顯示設(shè)備的示意電路圖。為了容易理解，對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)被分配給對(duì)應(yīng)圖15所示的第四實(shí)施例的部分的部分。與第四實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，第五實(shí)施例取出電源脈沖的上升波形，并使用它作為控制信號(hào)的確定波形。相應(yīng)地，本實(shí)施例向輸出緩沖器輸入來自地線Vss端的的電源脈沖，當(dāng)N-溝道晶體管Nch導(dǎo)通時(shí)取出電源脈沖的上升波形，并向像素陣列部分的掃描線端輸出它。因此，在本實(shí)施例中，輸出緩沖器的N-溝道晶體管Nch是上級(jí)開關(guān)元件，P-溝道晶體管Pch是下級(jí)開關(guān)元件。
圖18是示出圖17所示的輸出緩沖器的柵極式樣的示意圖。如圖所示，在上級(jí)開關(guān)元件端的N-溝道晶體管Nch的溝道寬度(柵極寬度)被設(shè)為寬于在下級(jí)開關(guān)元件端的P-溝道晶體管的溝道寬度。
圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的顯示設(shè)備的示意電路圖。為了容易理解，對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)被分配給對(duì)應(yīng)圖15所示的第四實(shí)施例的部分的部分。與第四實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，第六實(shí)施例使用包括CMOS晶體管的發(fā)射柵極元件(TG)作為上級(jí)開關(guān)元件以取代P-溝道晶體管(典型地，PMOS晶體管)。這種CMOS開關(guān)與NMOS開關(guān)或PMOS開關(guān)相比具有更高的電路驅(qū)動(dòng)性能，因此在沒有實(shí)質(zhì)上的惡化的情況下能夠取出被供應(yīng)到電源線的電源脈沖的下級(jí)波形，并向?qū)嶋H的像素陣列部分的掃描線端輸出它。
圖20是圖19所示的輸出緩沖器的柵極式樣圖。如圖所示，輸出緩沖器串聯(lián)于外部電源端和地線Vss之間的CMOS開關(guān)和NMOS開關(guān)CMOS開關(guān)包括P-溝道晶體管Pch和N-溝道晶體管Nch對(duì)。NMOS開關(guān)包括單個(gè)N-溝道晶體管Nch。如圖所示，在上級(jí)開關(guān)元件端的N-溝道晶體管和P-溝道晶體管的柵極寬度被設(shè)為寬于在下級(jí)開關(guān)元件端的N-溝道晶體管的柵極寬度。
圖21是示出根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的顯示設(shè)備的示意電路圖。為了容易理解，對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)被分配給對(duì)應(yīng)圖19所示的第六實(shí)施例的部分的部分。與第流實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，第七實(shí)施例加入(enter)來自地線Vss端的電源脈沖，用包括CMOS晶體管的發(fā)射柵極元件TG來取出電源脈沖的下級(jí)波形，并向像素陣列部分的掃描線端輸出它。
圖22是圖21所示的輸出緩沖器的柵極式樣圖。如圖所示，在上級(jí)開關(guān)元件端的N-溝道晶體管和P-溝道晶體管的柵極寬度被設(shè)為寬于在下級(jí)開關(guān)元件端的P-溝道晶體管的柵極寬度。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備具有如圖23所示的薄膜設(shè)備配置。附圖示出在絕緣基底上構(gòu)成的像素的示意剖視圖。如圖所示，像素包括包含多個(gè)薄膜晶體管(圖中圖示了一個(gè)TFT)的晶體管部分、諸如記憶電容的電容部分和有機(jī)EL設(shè)備等等的發(fā)光部分。晶體管部分和電容部分是在TFT處理中的基底上構(gòu)成的，且其上堆了有機(jī)EL設(shè)備等等的發(fā)光部分。透明反向基底經(jīng)由粘合劑被附于其上以構(gòu)成平板。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備包括具有圖24所示的平面模型配置的顯示設(shè)備。例如，在絕緣基底上，以矩陣形式提供通過集成每個(gè)都包括有機(jī)EL設(shè)備、薄膜晶體管、薄膜電容等等的像素而構(gòu)成的像素陣列部分。在像素陣列部分(像素陣列部分)周圍提供了粘合劑，附上玻璃等等的反向基底以構(gòu)成顯示器模型。在這種透明反向基底上，可以根據(jù)需要提供顏色濾波器、保護(hù)性涂層、光線防護(hù)膜等等。在顯示器模型中，例如，可以提供FPC(靈活的打印電路)作為對(duì)于外部輸入和向像素陣列部分的信號(hào)輸出的連接器。
本發(fā)明的實(shí)施例中的上述顯示設(shè)備具有平板配置，且例如可用于顯示被輸入到諸如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)、手機(jī)和視頻攝像機(jī)的各種電子器件或在其中被生成的諸如圖像或視頻的視頻信號(hào)的任何領(lǐng)域內(nèi)的電子器件的顯示器。如下，示出了應(yīng)用了顯示設(shè)備的電子器件的示例。
圖25示出了本發(fā)明的實(shí)施例所應(yīng)用的電視。該電視包括由前板12、濾波器玻璃13等等配置的顯示屏11，且使用本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備來制作視頻顯示屏11。
圖26示出了本發(fā)明的實(shí)施例所應(yīng)用的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，且上方的圖是前視圖，下方的圖是后視圖。該數(shù)字?jǐn)z像機(jī)包括成像透鏡、用于閃光的發(fā)光部分15、顯示部分16、控制開關(guān)、菜單開關(guān)、棱子(shuttle)19等等，且使用本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備來制作其顯示部分16。
圖27示出本發(fā)明的實(shí)施例所應(yīng)用的筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)。該計(jì)算機(jī)包括當(dāng)在主體20中輸入字符等等時(shí)將操作的鍵盤21，和在主體表面顯示圖像的顯示部分22，且使用本發(fā)明的實(shí)施例制作其顯示部分22。
圖28示出本發(fā)明的實(shí)施例所應(yīng)用的便攜式終端設(shè)備，左邊的圖示出打開狀態(tài)，右邊的圖示出關(guān)閉狀態(tài)。便攜式設(shè)備包括上方外殼23、下方外殼24、連接部分(這里，鉸鏈部分)25、顯示器26、子顯示器27、圖片光28、攝像機(jī)29等等，且使用本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備來制作顯示器26和子顯示器27。
圖29示出了本發(fā)明的實(shí)施例所應(yīng)用的視頻攝像機(jī)。該視頻攝像機(jī)包括主體部分30、用于在前向端表面上進(jìn)行成像的透鏡34、當(dāng)成像時(shí)的開始/停止開關(guān)35、監(jiān)視器36等等，且使用本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備來制作其監(jiān)視器36。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解依賴于設(shè)計(jì)需求和其他因素，只要它們所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種修改、合并、子合并和替換。
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本發(fā)明包含涉及2006年8月17日在日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)JP2006-222146的主題，其全部?jī)?nèi)容被引用附于此。
權(quán)利要求
1.一種顯示設(shè)備，包括
像素陣列部分；和
驅(qū)動(dòng)部分，其驅(qū)動(dòng)像素陣列部分，
像素陣列部分包括行式第一掃描線和第二掃描線、列式信號(hào)線、在線交叉的地方以矩陣形式排列的像素和向各個(gè)像素供應(yīng)電力的電源線和地線，
驅(qū)動(dòng)部分包括第一掃描器，其順序地向各個(gè)第一掃描線供應(yīng)第一控制信號(hào)，并且按線順序地掃描以行為單元的像素；第二掃描器，其根據(jù)按線順序掃描來順序地向各個(gè)第二掃描線供應(yīng)第二控制信號(hào)；以及信號(hào)選擇器，其根據(jù)按線順序掃描來向列式信號(hào)線供應(yīng)視頻信號(hào)，
像素包括發(fā)光器件、采樣晶體管、驅(qū)動(dòng)晶體管、開關(guān)晶體管和像素電容，
采樣晶體管具有連接于第一掃描線的柵極、連接于信號(hào)線的源極和連接于驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極的漏極，
驅(qū)動(dòng)晶體管和發(fā)光器件串聯(lián)于電源線和地線之間以構(gòu)成電流路徑，
開關(guān)晶體管被插入電流路徑中，并具有連接于第二掃描線的柵極，
像素電容連接在驅(qū)動(dòng)晶體管的源極和柵極之間，
其中采樣晶體管響應(yīng)從第一掃描線供應(yīng)的第一控制信號(hào)來導(dǎo)通，并對(duì)從信號(hào)線供應(yīng)的視頻信號(hào)的信號(hào)電位進(jìn)行采樣，并在像素電容中保持該電位，
開關(guān)晶體管響應(yīng)從第二掃描線供應(yīng)的第二控制信號(hào)來導(dǎo)通，以使電流路徑處于導(dǎo)電狀態(tài)，
驅(qū)動(dòng)晶體管響應(yīng)被保持在像素電容中的信號(hào)電位來將驅(qū)動(dòng)電流經(jīng)過處于導(dǎo)電狀態(tài)的電流路徑傳送到發(fā)光器件，
在向第一掃描線施加了第一控制信號(hào)并導(dǎo)通采樣晶體管以開始信號(hào)電位的采樣之后，在從第二控制信號(hào)被施加到第二掃描線且開關(guān)晶體管被導(dǎo)通時(shí)的第一時(shí)刻到施加到第一掃描線的第一控制信號(hào)被消除且采樣晶體管被截止時(shí)的第二時(shí)刻的校正時(shí)間中，驅(qū)動(dòng)部分對(duì)保持在像素電容中的信號(hào)電位進(jìn)行驅(qū)動(dòng)晶體管的遷移性校正，
第一掃描器和第二掃描器的至少一個(gè)具有用于輸出第一或第二控制信號(hào)的輸出緩沖器，
輸出緩沖器具有主要構(gòu)成控制信號(hào)的上升波形的一個(gè)開關(guān)元件，和主要構(gòu)成控制信號(hào)的下降波形的另一開關(guān)元件，
各個(gè)開關(guān)元件是分別由晶體管構(gòu)成，
在控制信號(hào)中，上升波形和下降波形之一是確定校正時(shí)間中的第一時(shí)刻或第二時(shí)刻的確定波形，上升波形和下降波形的其他是與校正時(shí)間中的第一時(shí)刻或第二時(shí)刻無關(guān)的非確定波形，以及
在輸出緩沖器中，在構(gòu)成確定波形端的上級(jí)開關(guān)元件的晶體管的尺寸被設(shè)為大于在構(gòu)成非確定波形端的下級(jí)開關(guān)元件的晶體管的尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，輸出緩沖器是包括PMOS晶體管和NMOS晶體管的反相器，且當(dāng)控制信號(hào)的下降波形是確定波形時(shí)，主要構(gòu)成該波形的NMOS晶體管是上級(jí)開關(guān)元件，當(dāng)控制信號(hào)的上升波形是確定波形時(shí)，主要構(gòu)成該波形的PMOS晶體管是上級(jí)開關(guān)元件，且上級(jí)開關(guān)元件的晶體管尺寸被設(shè)為大于下級(jí)開關(guān)元件的晶體管尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示設(shè)備，其中第一時(shí)刻和第二時(shí)刻兩者的確定波形是下降波形，且在第一掃描器和第二掃描器的輸出緩沖器兩者內(nèi)NMOS晶體管在尺寸上大于PMOS晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，在輸出緩沖器中，上級(jí)開關(guān)元件包括CMOS晶體管，下級(jí)開關(guān)元件包括NMOS晶體管或PMOS晶體管，且CMOS晶體管的尺寸大于NMOS晶體管或PMOS晶體管的尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，輸出緩沖器取出外部供應(yīng)的脈沖波形，并當(dāng)上級(jí)開關(guān)元件導(dǎo)通且下級(jí)開關(guān)元件截止時(shí)輸出該波形作為控制信號(hào)的確定波形。
6.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1的顯示設(shè)備的電子器件。
7.一種顯示設(shè)備，包括
像素陣列部分；和
驅(qū)動(dòng)部分，其驅(qū)動(dòng)像素陣列部分，
像素陣列部分包括行式掃描線、列式信號(hào)線、在線交叉的地方以矩陣形式排列的像素和向各個(gè)像素供應(yīng)電力的電源線和地線，
驅(qū)動(dòng)部分包括掃描器，其順序地向各個(gè)掃描線供應(yīng)控制信號(hào)，并按線順序地掃描像素，
像素包括發(fā)光器件、采樣晶體管、驅(qū)動(dòng)晶體管、開關(guān)晶體管和像素電容，
采樣晶體管具有連接于掃描線的柵極、連接于信號(hào)線的源極和連接于驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極的漏極，
驅(qū)動(dòng)晶體管和發(fā)光器件串聯(lián)于電源線和地線之間以構(gòu)成電流路徑，
開關(guān)晶體管被插入電流路徑中，并具有連接于掃描線的柵極，
像素電容連接在驅(qū)動(dòng)晶體管的源極和柵極之間，
其中，至少一個(gè)掃描器具有用于輸出控制信號(hào)的輸出緩沖器，且
在輸出緩沖器中，在構(gòu)成確定波形端的上級(jí)開關(guān)元件的晶體管的尺寸被設(shè)為大于在構(gòu)成非確定波形端的下級(jí)開關(guān)元件的晶體管的尺寸。
全文摘要
公開了一種顯示設(shè)備。該顯示設(shè)備包括像素陣列部分；和驅(qū)動(dòng)部分，其驅(qū)動(dòng)像素陣列部分。像素陣列部分包括行式第一掃描線和第二掃描線、列式信號(hào)線、在線交叉的地方以矩陣形式排列的像素和向各個(gè)像素供應(yīng)電力的電源線和地線。驅(qū)動(dòng)部分包括第一掃描器，其順序地向各個(gè)第一掃描線供應(yīng)第一控制信號(hào)，并按線順序地掃描以行為單元的像素；第二掃描器，其根據(jù)按線順序掃描來順序地向各個(gè)第二掃描線供應(yīng)第二控制信號(hào)；以及信號(hào)選擇器，其根據(jù)按線順序掃描來向列式信號(hào)線供應(yīng)視頻信號(hào)。
文檔編號(hào)H05B33/08GK101127187SQ20071014161
公開日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月17日
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