專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了薄膜晶體管的顯示裝置。
背景技術(shù)：
使用薄膜晶體管(TFT)作為開關(guān)元件的有源矩陣顯示器作為將液晶用于光控制或?qū)⒂袡CEL作為光源等的薄膜顯示裝置，可以用于各種各樣的用途。
典型的用途有PC的顯示裝置、汽車導(dǎo)航裝置、ATM和POS等。其中，汽車導(dǎo)航裝置或設(shè)在野外的ATM等是在非常寬范圍的溫度環(huán)境下使用，對顯示裝置也要求在很寬的溫度范圍內(nèi)工作。
但是，當使用溫度范圍寬時，顯示裝置各部分的溫度特性的變化會引起圖像質(zhì)量變差的問題。特別是在低溫區(qū)域，存在由于設(shè)置在像素中的TFT的遷移率不足而得不到所期望的顯示特性的情況。
若以LCD(液晶顯示器)為例，則在使用現(xiàn)有的LCD的功能模塊的情況下，TFT的驅(qū)動電壓與使用條件(溫度)無關(guān)，是固定的。因此，低溫時，TFT的遷移率不足，因?qū)ο袼氐某潆姴蛔愣箤Ρ榷让黠@降低。
為了解決這樣的問題，在專利文獻1中，公開了一項發(fā)明，使用熱敏電阻等溫度傳感器檢測溫度，并生成與該溫度相適應(yīng)的像素TFT的驅(qū)動電壓。
此外，在專利文獻2記載的發(fā)明中，提出一種在顯示區(qū)之外設(shè)置特性檢測用像素，測定那里的輝度再使信號線和公共電壓變化，從而設(shè)定最佳驅(qū)動條件的方式。
專利文獻1特開2003-255304號公報專利文獻2特開平02-124530號公報但是，如前所述，在使用熱敏電阻等溫度傳感器檢測溫度并生成與該溫度相適應(yīng)的驅(qū)動電壓的方法中，要吸收LCD間的TFT的特性離散(個體差異)非常困難。此外，不可能檢測長時間使用后的TFT的長期變化。
因此，在專利文獻1中，進一步公開了一種作為溫度檢測裝置使用與設(shè)在顯示裝置的像素中的TFT(像素TFT)同時制作的特性檢測用TFT，并通過監(jiān)視其特性再進行反饋來決定最佳驅(qū)動條件的方式。
若按照該方式，雖然可以吸收TFT特性的個體差異，但是，特性檢測用TFT始終是導(dǎo)通狀態(tài)，會引起特性檢測用TFT的閾值漂移。這樣一來，特性檢測用TFT和像素TFT變?yōu)閯e的完全不同的特性，失去了使用特性檢測用TFT的意義。
在專利文獻2記載的發(fā)明中，因特性檢測用TFT和像素TFT在相同的條件下驅(qū)動，故可以解決前述的只有特性檢測用TFT的特性偏差的問題。
但是，因必須設(shè)置輝度傳感器，故除了顯示裝置的外形大之外，電路結(jié)構(gòu)也變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種顯示裝置，電路結(jié)構(gòu)簡單，即使像素TFT的特性中出現(xiàn)溫度變化、長期變化及個體離散等，也可以在最佳的驅(qū)動電壓下驅(qū)動像素TFT。
本發(fā)明的第1方面記載的顯示裝置，其特征在于具有在襯底上呈矩陣狀配置且在各像素中分別設(shè)有像素TFT的多個像素和在上述襯底上形成且具有和上述像素TFT相同的特性，并檢測用來驅(qū)動上述像素TFT的導(dǎo)通電壓或截止電壓的特性檢測用TFT，上述特性檢測用TFT以和上述像素TFT處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間一致的方式被驅(qū)動。
若按照本發(fā)明的第1方面的顯示裝置，因在和上述像素TFT處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間一致的期間內(nèi)驅(qū)動特性檢測用TFT，故與像素電極一樣，長期變化相同。因此，可以不必設(shè)置輝度傳感器，能以簡單的電路結(jié)構(gòu)且與像素TFT的長期變化對應(yīng)去控制像素TFT。


圖1是實施方式1的顯示裝置的方框圖。
圖2是用來說明實施方式1的特性檢測用TFT向電源電路輸出的檢測電壓的概略圖。
圖3是表示實施方式1的驅(qū)動像素TFT的時序的時序圖。
圖4是表示實施方式1的電源電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖5是表示實施方式1的源極驅(qū)動輸出電壓的時間變化的圖。
圖6是表示實施方式1的n級并聯(lián)連接的特性檢測用TFT的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖7是實施方式1的液晶像素的簡化等效電路圖。
圖8是表示實施方式1的公共電壓生成電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖9是實施方式2的顯示裝置的方框圖。
圖10是表示實施方式2的特性檢測用TFT的外圍電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖11是表示實施方式3的特性檢測用TFT的外圍電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖12是表示實施方式3的公共電壓生成電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖13是表示實施方式4的特性檢測用TFT的外圍電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖14是表示實施方式5的柵極驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖15是表示實施方式6的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖16是用來說明實施方式6的顯示裝置的動作的圖。
具體實施例方式
實施方式1<A.結(jié)構(gòu)>
<A-1.整體結(jié)構(gòu)>
圖1是實施方式1的顯示裝置的方框圖。形成的像素呈矩陣狀配置在襯底的顯示區(qū)(顯示區(qū)域)12上，并分別設(shè)有作為n溝道MOSTFT的像素TFT。
像素電容10與像素TFT11的漏極連接。像素TFT11的柵極與按每一根掃描線(柵極引線)18對像素TFT11進行驅(qū)動的柵極驅(qū)動電路16連接。而且，決定對像素電容10施加的電壓的源極驅(qū)動電路13經(jīng)數(shù)據(jù)線19與像素TFT11的源極連接。
像素電容10的一端與像素TFT11的漏極連接，像素電容10的另一端與端子72連接。而且，對端子72施加后述的公共電壓。
柵極驅(qū)動電路16和源極驅(qū)動電路13與控制信號電路14連接，由控制信號電路14供給的信號來控制。而且，源極驅(qū)動電路13與電源電路15連接，由電源電路15供給的驅(qū)動電源來驅(qū)動。
經(jīng)連線L2從電源電路15向柵極驅(qū)動電路16供給柵極導(dǎo)通電壓Vgh和柵極截止電壓Vgl，柵極導(dǎo)通電壓Vgh是像素TFT11導(dǎo)通時在其柵極施加的電壓，柵極截止電壓Vgl是像素TFT11截止時在其柵極施加的電壓。
與像素TFT11不同的特性檢測用TFT17(以下，有時單稱作TFT17)經(jīng)連線L1與電源電路15連接。特性檢測用TFT17在上述襯底上使用和像素TFT11相同的工藝形成并具有同一特性。
特性檢測用TFT17設(shè)在顯示區(qū)12或顯示區(qū)12之外。特性檢測用TFT17經(jīng)連線L1向電源電路15輸出檢測電壓。特性檢測用TFT17還與控制信號電路14連接。而且，控制信號電路14向特性檢測用TFT17輸出信號STV。
再有，源極驅(qū)動電路13、柵極驅(qū)動電路16、控制信號電路14和電源電路15可以在形成像素TFT11和特性檢測用TFT17的襯底上同時形成，也可以在別的襯底上形成。
圖2是用來說明實施方式1的特性檢測用TFT17向電源電路15輸出檢測電壓的概略圖。
特性檢測用TFT17的柵極(控制端子)在連接部23中與漏極(電流輸入端子)連接。而且，特性檢測用TFT17的源極接地。恒流源22的一端與連接部23連接。恒流源22的另一端與電源21連接。電源21的另一端接地。
這里，恒流源22和電源21包含在電源電路15(圖1)內(nèi)。在圖1中，省略了恒流源22和電源21與特性檢測用TFT17的漏極連接的連線。在圖2中向特性檢測用TFT17輸入信號STV的連線也被省略了。
而且，在連接部23中，特性檢測用TFT17經(jīng)連線L1與電源電路15連接。在連接部23中，由恒流源22對特性檢測用TFT17施加恒定的偏置電流。
這時，若將特性檢測用TFT17的漏·源間的電壓Vds作為檢測電壓，在特性檢測用TFT17的漏極電流Id的特性中，Id/Vgs與Id/Vds相比足夠大，所以，檢測電壓大致反映流過偏置電流所必需的柵極導(dǎo)通電壓Vgh。
因此，當將像素電容10的充電(像素充電)所必需的電流值作為偏置電流對恒流源22設(shè)定時，作為檢測電壓，從特性檢測用TFT17自動生成像素TFT11導(dǎo)通時像素充電所必須的柵極導(dǎo)通電壓Vgh。接著，檢測電壓經(jīng)連線L1向電源電路15輸出。
考慮各種誤差因素，偏置電流值不必剛好是像素充電所必需的電流值，考慮到余量可以設(shè)定為比該值大一點的電流值，或者可以往少里設(shè)定，而在后級電路使電流值再上去一點。
但是，當用非晶硅形成特性檢測用TFT17時，特性檢測用TFT17始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，載流子被特性檢測用TFT17的溝道俘獲，出現(xiàn)作為增強型MOSFET的特性檢測用TFT17的閾值向耗盡性MOSEFT漂移的現(xiàn)象。
當只有特性檢測用TFT17的閾值漂移時，特性檢測用TFT17和像素TFT11的特性出現(xiàn)差異，從特性檢測用TFT17輸出的檢測電壓恐怕不能充分驅(qū)動像素TFT11，這樣很不好。
因此，構(gòu)成為使特性檢測用TFT17在和像素TFT11相同的條件下進行驅(qū)動。下面，說明使特性檢測用TFT17在和像素TFT11相同的條件下進行驅(qū)動的結(jié)構(gòu)。
圖3是表示驅(qū)動像素TFT11的時序的時序圖。像素TFT11典型地按圖3所示的時序圖來驅(qū)動。時鐘信號CLKV是將1個水平周期作為周期的時鐘信號。而且，信號STV是表示掃描開始時間的啟動脈沖。
當信號STV變成ON時，從配置在顯示區(qū)12的第1行的像素TFT11的柵極開始，依次導(dǎo)通，當?shù)?行導(dǎo)通時第1行截止。此外，在下一幀(1個垂直周期之后)重復(fù)同樣的動作。
即，當著眼于顯示區(qū)12的某像素TFT11時，該像素TFT11在1個垂直周期內(nèi)，在1個水平周期的ON信號輸入的期間導(dǎo)通1次。
特性檢測用TFT17也可以像這樣來驅(qū)動，所以，例如可以使用信號STV，在信號STV為OFF時，使特性檢測用TFT17的柵極電壓與柵極截止電壓Vgl同步。
<A-2.電源電路15的結(jié)構(gòu)>
其次，說明實現(xiàn)以上說明了的動作的電源電路15和特性檢測用TFT17的具體結(jié)構(gòu)。圖4是表示電源電路15和特性檢測用TFT17的具體結(jié)構(gòu)的簡化電路圖。這里，對和圖2對應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素使用同一符號。
圖4所示的電源電路15是由輸入的電源電壓VCC生成源極驅(qū)動電路14和灰度基準電壓中使用的模擬電壓VDDA、柵極截止電壓Vgl(以下，有時又稱作電壓Vgl或截止電壓Vgl)和柵極導(dǎo)通電壓Vgh(以下，有時又稱作電壓Vgh或?qū)妷篤gh)的電路。
柵極導(dǎo)通電壓Vgh和柵極截止電壓Vgl被輸入到柵極驅(qū)動電路16，分別變成像素TFT11的柵極導(dǎo)通或截止時的電壓。此外，在圖4中，特性檢測用TFT17之外的部分包含在電源電路15(參照圖1)中。
這里，在圖1中，為簡便起見，信號STV是從控制信號電路14直接輸入到特性檢測用TFT17，但是，實際上，是經(jīng)過包含在電源電路15中的電路35才輸入到特性檢測用TFT17的。
<A-2-1.升壓變換電路32的結(jié)構(gòu)>
首先，說明升壓變換電路32的結(jié)構(gòu)。升壓變換電路32是早就知道的電路，是從輸入電源電壓VCC生成模擬電壓VDDA的電路。
電源38與電感L1的一端連接。電源38使輸入電源電壓VCC施加在電感L1的一端。電感L1的另一端與晶體管Q1的漏極連接。晶體管Q1的源極接地。
晶體管Q1的柵極與DCDC控制器31的輸出連接。DCDC控制器31的另一端與二極管D1的陰極連接。二極管D1的陽極與電感L1的另一端連接。
電容C1的一端與二極管D1的陰極連接，另一端接地。電容C1的一端與端子T32連接，端子T32輸出模擬電壓VDDA。
<A-2-2.充電泵電路33的結(jié)構(gòu)>
其次，說明充電泵電路33的結(jié)構(gòu)。電容C7的一端與二極管D2的陰極連接，另一端接地。二極管D2的陽極與二極管D3的陰極連接。二極管D3的陽極與二極管D4的陰極連接。
二極管D4的陽極與二極管D5的陰極連接。二極管D5的陽極與二極管D6的陰極連接。二極管D6的陽極與二極管D7的陰極連接。而且，二極管D7的陽極與電容C1的一端連接。
電容C2的一端與二極管D2的陽極連接。電容C3的一端與二極管D4的陽極連接。電容C4的一端與二極管D6的陽極連接。而且電容C2～C4的另一端與二極管D1的陽極連接。電容C5的一端與二極管D3的陽極連接，另一端與電容C7的另一端連接。電容C6的一端與二極管D5的陽極連接，另一端與電容C7的另一端連接。
<A-2-3.串聯(lián)調(diào)節(jié)電路34的結(jié)構(gòu)>
其次，說明串聯(lián)調(diào)節(jié)電路34的結(jié)構(gòu)。電容C10的一端與電感L1的另一端連接。電容C10的另一端與二極管D9的陽極連接。二極管D10的陰極與二極管D9的陽極連接，二極管D10的陽極接地。
二極管D9的陰極與電容C11的一端連接。電容C11的另一端與二極管D10的陽極連接。電容C11的一端與電阻R10的一端連接。而且，電阻R10的另一端與齊納二極管ZD1的陽極連接。齊納二極管ZD1的陰極與二極管D10的陽極連接。
電阻R10的一端與晶體管Q7的集電極連接。晶體管Q7的發(fā)射極與電容C12的一端及端子T35連接。而且，從端子T35輸出柵極截止電壓Vgl。電容C12的另一端與齊納二極管ZD1的陰極連接。
<A-2-4.恒流源22的結(jié)構(gòu)>
其次，說明恒流源22的結(jié)構(gòu)。電阻R1的一端與電容C7的一端連接，另一端與晶體管Q2的發(fā)射極連接。晶體管Q2的基極與電阻R2的一端連接，電阻R2的另一端接地。晶體管Q3的基極與電阻R2的一端連接，發(fā)射極與電阻R3的一端連接。電阻R3的另一端與電阻R1的一端及晶體管Q4的集電極連接。晶體管Q3的集電極與特性檢測用TFT17的漏極連接。
<A-2-5.電路35的結(jié)構(gòu)>
其次，說明電路35的結(jié)構(gòu)。晶體管Q6的集電極與運算放大器OP1的+輸入端子和特性檢測用TFT17的漏極連接。晶體管Q6的發(fā)射極與端子T35連接。
晶體管Q6的基極與電阻R8的一端連接。電阻R8的另一端與電阻R9的一端及晶體管Q5的集電極連接。電阻R9的另一端與晶體管Q6的發(fā)射極連接。
晶體管Q5的基極與電阻R7的一端連接。電阻R7的另一端與電阻R6的一端及端子T36連接，端子T36中輸入信號STV。電阻R6的另一端與晶體管Q5的發(fā)射極連接。晶體管Q5的發(fā)射極與電源V1連接。
<A-2-6.峰值保持電路36的結(jié)構(gòu)>
其次，說明峰值保持電路36的結(jié)構(gòu)。運算放大器OP1的-輸入端子與電阻R5的一端連接。運算放大器OP1的輸出與二極管D8的陽極及電阻R5的一端連接。二極管D8的陰極與電容C9的一端及電阻R5的另一端連接。電容C9的另一端接地。
<A-2-7.電路37的結(jié)構(gòu)>
其次，說明電路37的結(jié)構(gòu)。電阻R5的另一端與電阻R4的一端連接。電阻R4的另一端與晶體管Q4的基極連接。晶體管Q4的發(fā)射極與電容C8的一端及端子T34連接。電容C8的另一端接地。從端子T34輸出柵極導(dǎo)通電壓Vgh。
<A-2-8.特性檢測用TFT17的結(jié)構(gòu)>
接著，說明特性檢測用TFT17的結(jié)構(gòu)。特性檢測用TFT17其漏極和柵極連接。特性檢測用TFT17的漏極在連接部23中與構(gòu)成恒流源22的晶體管Q3的集電極連接。特性檢測用TFT17的源極與端子T32連接。
<B.動作>
其次，說明圖4所示的電源電路15和特性檢測用TFT17的動作。升壓變換電路32由輸入電源電壓VCC生成模擬電壓VDDA。這里，設(shè)輸入電源電壓VCC為3.3V，將生成的模擬電壓VDDA設(shè)定為10V。
這一來，晶體管Q1的漏極電壓變成大致是10V的方波，所以，串聯(lián)調(diào)節(jié)電路34生成負電壓的柵極截止電壓Vgl，并從端子T35輸出。目前，利用齊納二極管ZD1的值將柵極截止電壓Vgl設(shè)定為-6V。
充電泵電路33使電感L1的另一端產(chǎn)生的電壓上升，在電容C7的一端產(chǎn)生35V的電壓。而且，當從電容C7的一端對恒流源22施加35V的電壓時，向連接成二極管的特性檢測用TFT17的陽極(連接部23)輸出設(shè)定的偏置電流。
這里，恒流源22使用晶體管來構(gòu)成，但當對精度沒有要求時也可以只用電阻代替。
當向連接成二極管的特性檢測用TFT17的陽極輸入偏置電流時，特性檢測用TFT17根據(jù)在圖2中已說明的動作，從連接部23經(jīng)連線L1輸出檢測電壓。檢測電壓輸出給構(gòu)成電源電路15的運算放大器OP1的+輸入端子。
這里，經(jīng)晶體管Q6向連接成二極管的特性檢測用TFT17的陽極輸入柵極截止電壓Vgl。晶體管Q6在信號STVOFF時導(dǎo)通，柵極截止電壓Vgl輸入到特性檢測用TFT17的陽極，在信號STVON時不導(dǎo)通。
更詳細地說，當信號STV為OFF時，從電源V1經(jīng)電阻R6及電阻R7向晶體管Q5流過基極電流，晶體管Q5導(dǎo)通。當晶體管Q5導(dǎo)通時，從電源V1經(jīng)電阻R8向晶體管Q6流過基極電流，晶體管Q6導(dǎo)通。
當信號STV為ON時，不經(jīng)電阻R6、R7使晶體管Q5流過基極電流，晶體管Q5截止。其結(jié)果，因晶體管Q6中也不流過基極電流，故晶體管Q6不導(dǎo)通。
由以上可知，特性檢測用TFT17只有在信號STV為ON時、即1個垂直周期中的1次水平周期的導(dǎo)通期間(只是信號STV的ON期間和1個水平周期的導(dǎo)通期間相等的情況)才處于導(dǎo)通狀態(tài)。
根據(jù)以上的動作，從特性檢測用TFT17輸出的檢測電壓在流過設(shè)定的偏置電流的柵極導(dǎo)通電壓Vgh和柵極截止電壓Vgl之間變化。因此，把用于抵消柵極截止電壓Vgl的峰值保持電路36與特性檢測用TFT17的陽極連接。
峰值保持電路36在運算放大器OP1的+輸入端子輸入柵極導(dǎo)通電壓Vgh時，使電容C9充電到柵極導(dǎo)通電壓Vgh。
另一方面，當運算放大器OP1的+輸入端子中輸入柵極截止電壓Vgl時，運算放大器的輸出下降，但是，因為有二極管D8，故能保持電容C9的電壓。
當向作為電流緩沖器的晶體管Q4的基極輸入電容C9的電壓時，電容C8充電到柵極導(dǎo)通電壓Vgh，從端子34輸出(嚴格地說，從檢測電壓只有VBE等的成分下降)。
這里，說明使特性檢測用TFT17的源極一側(cè)與模擬電壓VDDA連接的理由。圖5是表示一般的源極驅(qū)動電路13的輸出電壓(源極驅(qū)動輸出電壓)的時間變化的圖。
顯示中所必需的期望電壓按每一個掃描期間從源極驅(qū)動電路13輸出。該最大電壓通常是比模擬電壓VDDA稍(數(shù)百mV)低的電壓，最小電壓通常是比接地電壓(GND)稍(數(shù)百mV)高的電壓。
因此，加給像素TFT11的柵極電壓Vgs，其導(dǎo)通狀態(tài)下的最小值大約是Vgh-VDDA，截止狀態(tài)下的最大值(在圖中因柵極電壓Vgs為負故絕對值變成最小值)大約是Vgl-GND。
因此，能得到的導(dǎo)通狀態(tài)下的柵極電壓Vgs的最小值大約是Vgh-VDDA，所以，特性檢測用TFT17的陰極側(cè)也與最差情況下的VDDA連接。根據(jù)驅(qū)動方式，當柵極電壓Vgs與其不同時，可以連接與使柵極電壓Vgs在導(dǎo)通狀態(tài)下為最小時的電壓連接。
特性檢測用TFT17最好和像素TFT11完全相同地形成，但是，像素TFT11因只驅(qū)動像素電容10故遷移率通常非常小。因此，若特性檢測用TFT17和像素TFT11相同，則特性檢測用TFT17有時不能充分驅(qū)動引出線或同樣用來驅(qū)動像素TFT11的外圍電路等的引線電容。
若不能對它們進行充分驅(qū)動，即使在1個垂直周期的期間內(nèi)想要只在1個水平導(dǎo)通期間從特性檢測用TFT17檢測出柵極導(dǎo)通電壓Vgh，也會因外圍電路的電壓不能充分上升而出現(xiàn)不能檢測柵極導(dǎo)通電壓Vgh的結(jié)果。此外，不能忽視外圍電路的夾斷電流(漏極電流)或外界噪聲的影響，可能會對檢測電壓帶來很大的誤差。
為了避免這些問題，有必要提高特性檢測用TFT17的遷移率。如圖6所示，為了在保持和像素TFT11相同的特性的同時提高遷移率，可以將多個特性檢測用TFT17并聯(lián)進行n級連接。
例如，當將像素電容10的充電所必需的漏極電流Id設(shè)定為100nA時，本來恒流源22的設(shè)定電流(偏置電流)為100nA即可。但是，若因外圍電路的影響而不能工作，至少需要1μA的設(shè)定電流時，可以設(shè)n＝10，將10個特性檢測用TFT17并聯(lián)連接，使恒流源22的設(shè)定電流設(shè)定為1μA。
利用上述電路結(jié)構(gòu)，特性檢測用TFT17向電源電路15輸出像素電容10充電必需的柵極導(dǎo)通電壓，電源電路15可以使柵極導(dǎo)通電壓Vgh動態(tài)變化。
這里，當柵極導(dǎo)通電壓Vgh動態(tài)變化時，有必要使作為液晶像素電極一側(cè)的電壓的公共電壓變化。
圖7是液晶像素的簡化等效電路圖。像素TFT11的漏極與電容Cp的一端連接。這里，電容Cp一般是像素電容10的液晶電容C1c和保持電容Cs的和。
電容Cp的另一端與端子72連接。端子72上施加公共電壓。像素TFT11的柵·漏之間連接?xùn)拧ぢ╇娙軨gd。柵·漏電容Cgd是像素TFT11固有的柵·漏間的電容。
如在圖1中說明的那樣，像素TFT11的源極與源極驅(qū)動電路13連接，像素TFT11的柵極與柵極驅(qū)動電路16連接。
在像素TFT11剛截止之前，像素電壓(電容Cp的與像素TFT11連接的一側(cè)的電壓)和像素TFT11的源極電壓大致相同。
但是，當柵極電壓為OFF時，像素電壓只下降Cgd/Cp×(Vgh-Vgl)。這里，電容Cgd，電容Cp的值也被視為Cgd，Cp。
通常，對此進行估計來設(shè)定公共電壓，以使施加在電容Cp上的電壓恒定。但是，在本發(fā)明的實施方式1中，因柵極導(dǎo)通電壓Vgh動態(tài)變化，故有必要對公共電壓進行動態(tài)校正。
圖8是表示本實施方式1的公共電壓生成電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。運算放大器OP81的+輸入端子與電阻R82的一端及電阻R83的一端連接。電阻R82的另一端與端子81連接，端子81上施加模擬電壓VDDA。電阻R83的另一端接地。
運算放大器OP82的-輸入端子與電阻R85的一端及電阻R84的一端連接。電阻R85的另一端與端子82連接，端子82上施加?xùn)艠O導(dǎo)通電壓Vgh。電阻R84的另一端與運算放大器OP81的輸出連接。運算放大器OP81的輸出與端子72連接，輸出公共電壓。
公共電壓發(fā)生電路因具有以上的結(jié)構(gòu)，故其輸出包含變成-(R84/R85)×Vgh的部分。因此，通過與Cgd/Cp的值對應(yīng)適當調(diào)節(jié)電阻R84、R85的大小，可以使公共電壓與電壓Vgh的變化對應(yīng)進行動態(tài)變化，以使施加在電容Cp上的電壓恒定。
<C.效果>
在本實施方式1的顯示裝置中，特性檢測用TFT17在和像素TFT11處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間相同的期間內(nèi)被驅(qū)動。因此，特性檢測用TFT17和像素TFT11一樣老化。其結(jié)果，即使像素TFT11出現(xiàn)長期老化，也可足夠輸出能流過漏極電流Id的柵極導(dǎo)通電壓Vgh。
進而，因特性檢測用TFT17具有和像素TFT11相同的特性，故能夠?qū)?yīng)制造時的個體差異或長時間使用后的長期變化。
本實施方式1的顯示裝置通過使特性檢測用TFT17的柵極和漏極連接，并對其連接部施加偏置電流，使特性檢測用TFT17能檢測用來驅(qū)動像素TFT11的柵極導(dǎo)通電壓Vgh。
因此，通過簡單的電路結(jié)構(gòu)，例如在使用溫度條件變化的情況下，可以自動地使像素TFT11的柵極導(dǎo)通電壓Vgh變化。
即，當在低溫區(qū)域像素TFT11的遷移率不足時，自動地加大電壓Vgh，提高遷移率，在高溫區(qū)域通過使電壓Vgh下降來抑制像素TFT11的特性變差，減小不必要的功耗，進而，可以防止因電壓Vgh高而引起的顯示質(zhì)量的下降。
本實施方式1的顯示裝置具有對多個像素施加公共電壓的公共電壓發(fā)生電路，由于公共電壓與柵極導(dǎo)通電壓Vgh對應(yīng)變化，所以，即使柵極導(dǎo)通電壓Vgh變化，也可以使施加在像素電容10上的電壓保持恒定。
在本實施方式1的顯示裝置中，還具有多個特性檢測用TFT17，多個特性檢測用TFT17并聯(lián)連接。其結(jié)果，可以保持和像素TFT11相同的特性，并可以提高整個并聯(lián)連接的特性檢測用TFT17的遷移率。
再有，在本實施方式1中，說明了LCD的情況，但由特性檢測用TFT17的特性來決定柵極導(dǎo)通電壓Vgh的方法，對于使用TFT、因遷移率的溫度變化而成問題的其他顯示裝置(例如有機EL)或由TFT形成的集成電路等中也可以使用。
實施方式2在實施方式1的顯示裝置中，示出特性檢測用TFT17中流過由恒流源22生成的偏置電流并取得這時的柵極導(dǎo)通電壓Vgh的例子。
在本實施方式2的顯示裝置中，由柵極驅(qū)動電路16驅(qū)動特性檢測用TFT17，并檢測流過特性檢測用TFT17的漏極電流Id。而且，利用反饋回路使柵極導(dǎo)通電壓Vgh的值變化，這樣來取得柵極導(dǎo)通電壓Vgh，以使漏極電流Id變成所要的值(電容Cp充電所必需的漏極電流Id的值)。
下面，說明本實施方式2的顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
<A.結(jié)構(gòu)>
<A-1.整體結(jié)構(gòu)>
圖9是實施方式2的顯示裝置的方框圖。在本實施方式2的顯示裝置中，與實施方式1的結(jié)構(gòu)相比，不從控制信號電路14向TFT17輸入信號STV，柵極驅(qū)動電路16經(jīng)柵極引線91與特性檢測用TFT17連接。
其余的結(jié)構(gòu)和實施方式1一樣，對同一結(jié)構(gòu)標記同一符號并省略重復(fù)說明。
<A-2.特性檢測用TFT17的外圍電路的結(jié)構(gòu)>
圖10是表示實施方式2的特性檢測用TFT17的外圍電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。對和圖9對應(yīng)的結(jié)構(gòu)標記同樣的符號。
特性檢測用TFT17的柵極經(jīng)柵極引線91與柵極驅(qū)動電路16的輸出緩沖器6連接。特性檢測用TFT17的漏極與端子101連接，對端子101施加模擬電壓VDDA。
特性檢測用TFT17的源極與電流檢測用電阻R101(以下，有時單稱作‘電阻R101’)的一端及運算放大器OP101的+輸入端子連接。電阻R101的另一端接地。
運算放大器OP101的輸出與二極管D101的陽極連接。二極管D101的陰極與電容C101的一端連接。電容C101的另一端接地。
運算放大器OP101的-輸入端子與電阻R103的一端連接。電阻R103的另一端與放電電阻R102(電阻R102)的一端及二極管D101的陰極連接。電阻R102的另一端與二極管D101的陽極連接。二極管D101的陰極與比較器COMP102的-輸入端子連接。比較器COMP102的的+輸入端子與電源102連接。
比較器COMP102的輸出與電阻R104的一端連接。電阻R104的另一端與電容C102的一端及電流緩沖器103的輸入連接。電容C102的另一端接地。電流緩沖器103的輸出與端子104連接，從端子104輸出柵極導(dǎo)通電壓Vgh。而且，從端子104輸出的柵極導(dǎo)通電壓Vgh經(jīng)連線L2H反饋給柵極驅(qū)動電路16。連線L2H與圖9的連線L2對應(yīng)。
這里，柵極引線91可以和驅(qū)動像素TFT11的柵極引線18共用，也可以新設(shè)。
此外，在圖10的結(jié)構(gòu)中，柵極驅(qū)動電路16、特性檢測用TFT17以外的部分包含在電源電路15中。而且，由運算放大器OP101、電阻R102、電阻R103、二極管D101和電容C101構(gòu)成峰值保持電路106。
這里，本來峰值保持電路106可以在初級運算放大器OP101和與其輸出連接的電容C101之間插入JFET等開關(guān)來構(gòu)成采樣保持型的電路。但是，在本實施方式2中，通過使二極管D101和時間常數(shù)長的放電電阻R102并聯(lián)連接來取代開關(guān)，可以簡單地實現(xiàn)峰值保持電路106。
<B.動作>
其次，說明本實施方式2的顯示裝置的動作。
特性檢測用TFT17和像素TFT11相同，由柵極驅(qū)動電路16驅(qū)動。柵極驅(qū)動電路16只在1個垂直期間內(nèi)的1個水平周期的導(dǎo)通期間，向特性檢測用TFT17輸出柵極導(dǎo)通電壓Vgh。這里，在初始狀態(tài)，雖然電壓Vgh不定，但可以是一定范圍內(nèi)的某一電壓。
當特性檢測用TFT17導(dǎo)通時，某個大的漏極電流Id從端子101經(jīng)特性檢測用TFT17流向電阻R101。當電阻R101中流過漏極電流Id時，在電阻R101和特性檢測用TFT17的漏極的連接點a上產(chǎn)生電壓。該電壓被輸入到峰值保持電路106的運算放大器OP101的+輸入端子。
運算放大器OP101在二極管D101的陰極一側(cè)的電壓比輸入到+輸入端子的電壓低時，對電容C101充電，使二極管D101的陰極一側(cè)的電壓上升。
而且，當運算放大器OP101的+輸入端子的電壓下降時，運算放大器OP101的輸出也下降，但是，因二極管D101的原因，二極管D101的陰極一側(cè)的電壓不下降。
若這樣，二極管D101的陰極一側(cè)的電壓只有上升。因此，通過與二極管D101并聯(lián)連接電阻值很大的放電電阻R102，根據(jù)電容C101和放電電阻R102的時間常數(shù)，可以在一定時間內(nèi)下降。
電容C101保持的電壓在比較器COMP102中與預(yù)先設(shè)定的電源102的電壓(基準電壓Vr)進行比較。接著，進行反饋控制，將把比較器COMP102的輸出平滑后的電壓作為柵極導(dǎo)通電壓Vgh輸入到柵極驅(qū)動電路16。
例如，當特性檢測用TFT17的漏·源間電壓Vds的值是10V時，通過簡單的計算即可得到流過1μA的漏極電流Id的柵極導(dǎo)通電壓Vgh，設(shè)模擬電壓VDDA的大小為11V，將電流檢測用電阻R101的值設(shè)定為1MΩ，基準電壓Vr設(shè)定為1V。
作為初始狀態(tài)，從柵極驅(qū)動電路16輸出的柵極導(dǎo)通電壓Vgh的值是比所要的值低的值。
當從柵極驅(qū)動電路16向特性檢測用TFT17輸出柵極導(dǎo)通電壓Vgh時，特性檢測用TFT17遷移到導(dǎo)通狀態(tài)。這時，因柵極導(dǎo)通電壓Vgh比所要的值低，故電流檢測用電阻R101中流過電流值比認為必要的1μA小的漏極電流Id。
其結(jié)果，由峰值保持電路106的電容C101保持的電壓小于1V。因此，比較器COMP102輸出高電平電壓。當比較器COMP102輸出高電平電壓時，電容C102被慢慢充電，逐漸上升到柵極導(dǎo)通電壓Vgh。
接著，上升后的柵極導(dǎo)通電壓Vgh再次輸入到柵極驅(qū)動電路16。柵極驅(qū)動電路16向特性檢測用TFT17輸出上升后的柵極導(dǎo)通電壓Vgh。
當重復(fù)上述動作且超過所要的柵極導(dǎo)通電壓Vgh時，因電流檢測用電阻R101的兩端產(chǎn)生的電壓大于1V，故比較器COMP102輸出低電平信號。其結(jié)果，柵極導(dǎo)通電壓Vgh的值慢慢減小。
最后，柵極導(dǎo)通電壓Vgh達到流過1μA的漏極電流Id的平衡值。其結(jié)果，可以得到使特性檢測用TFT17流過1μA的漏極電流Id所必需的柵極導(dǎo)通電壓Vgh。
<C.效果>
在本實施方式2的顯示裝置中，由柵極驅(qū)動電路16驅(qū)動特性檢測用TFT17，所以，與實施方式1相比，不需要別的用來使特性檢測用TFT17導(dǎo)通/截止的電路。其結(jié)果，電路結(jié)構(gòu)簡單。特別是，通過共用像素TFT11的柵極引線18，可以容易控制特性檢測用TFT17。
此外，當柵極驅(qū)動電路16的輸出數(shù)比顯示區(qū)12必要的柵極引線數(shù)多時(有富余)，可以通過使富余的輸出與特性檢測用TFT17連接來進行有效地利用。
實施方式3在實施方式1和2中，示出使用特性檢測用TFT17(圖1)對柵極導(dǎo)通電壓Vgh進行動態(tài)校正的方法。
但是，若以LCD為例，有時因像素TFT11的劣化而使閾值漂移等，引起柵極截止電壓Vgl不足，泄漏電流加大，從而使顯示品質(zhì)下降。
因此，在本實施方式3的顯示裝置中，提供一種使用特性檢測用TFT17對柵極截止電壓Vgl進行動態(tài)校正的方法。
<A.結(jié)構(gòu)>
圖11是表示實施方式3的特性檢測用TFT17的外圍電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
運算放大器OP111(柵極電壓控制電路)的-輸入端子與電源112連接。電源112對運算放大器OP111的-輸入端子施加基準電壓Vr。
運算放大器OP111的輸出被輸入到特性檢測用TFT17的柵極。此外，運算放大器OP111的輸出經(jīng)連線L2向柵極驅(qū)動電路16輸出(參照圖1)。
特性檢測用TFT17的源極接地。TFT17的漏極在連接點111上，與運算放大器OP111的+輸入端子及電阻R111(設(shè)電阻R111的值也是R111)的一端連接。電阻R111的另一端與電源113連接。電源113輸出施加電壓Vs(電壓Vs)。
再有，與圖1對應(yīng)，在圖11所示的電路中，特性檢測用TFT17之外的部分包含在電源電路15(圖1)中，電源113、電源112等在電源電路15內(nèi)生成。
<B.動作>
其次，說明圖11所示的電路的動作。首先，在初始狀態(tài)，因運算放大器OP111的輸出低，沒有對特性檢測用TFT17的柵極施加足夠的電壓，TFT17的漏極電阻大。因此，連接點111的電壓比基準電壓Vr高。其結(jié)果，運算放大器OP111的輸出提高。
當運算放大器OP111的輸出變高時，特性檢測用TFT17的漏極電阻變低。這一來，向運算放大器OP111的+輸入端子輸入的電壓變低，運算放大器OP111的輸出低。
重復(fù)上述動作，直到輸入到運算放大器OP111的-輸入端子的基準電壓Vr和輸入到+輸入端子的電壓相等。
即，可以控制運算放大器OP111的輸出，以使特性檢測用TFT17中流過由(Vs-Vr)/R111給出的漏極電流Id。
例如，作為TFT17的OFF特性，考慮當TFT17的漏·源間電壓Vds是10V時有必要使漏極電流Id＝1nA的情況。這時，當設(shè)外加電壓Vs是11V，基準電壓Vr是10V時，若選擇電阻R111的電阻值為(11V-10V)/1nA＝1GΩ，則從運算放大器OP111向柵極驅(qū)動電路16輸出使TFT17流過1nA的漏極電流Id的柵極截止電壓Vgl。
再有，因為漏極電流Id是1nA那樣的微小電流，所以，在圖11所示的電路中，如在實施方式1中說明的那樣，有時會因外圍電路的寄生泄漏成分等影響而不能進行所希望的動作。在這樣的情況下，可以和實施方式1一樣，將多個TFT17并聯(lián)連接，使流過并聯(lián)連接的TFT17中電流增大。
此外，如在實施方式1說明的那樣，有必要和像素TFT11同樣來驅(qū)動TFT17。因此，在1個垂直周期期間內(nèi)只在1個水平周期的導(dǎo)通期間導(dǎo)通1次來驅(qū)動TFT17。
為此，可以在運算放大器OP111的輸出和TFT17的柵極之間串聯(lián)連接電阻，在該電阻和柵極之間，供給信號STV，使電平位移到柵極導(dǎo)通電壓Vgh。這樣一來，可以在信號STV為ON的期間使TFT17處于導(dǎo)通狀態(tài)。
這里，當柵極截止電壓Vgl可變時，有必要對公共電壓進行校正。即，如在實施方式1中說明的那樣，當像素TFT11截止時，像素電壓只下降Cgd/Cp×(Vgh-Vgl)。
因此，有必要與柵極截止電壓Vgl對應(yīng)校正公共電壓，以使施加給電容Cp的電壓恒定。
圖12是表示實施方式3的公共電壓生成電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
電阻R82和電阻R83的連接點與電阻R121的一端連接。電阻R121的另一端與端子121連接。對端子121施加?xùn)艠O截止電壓Vgl。其余的結(jié)構(gòu)和圖8所示的電路一樣，對同一結(jié)構(gòu)標記同一符號并省略詳細說明。
圖12所示的公共電壓生成電路因運算放大器OP81的+輸入端子中輸入柵極截止電壓Vgl，故當柵極截止電壓Vgl變高時，公共電壓下降，當柵極截止電壓變低時，公共電壓上升。
其結(jié)果，即使柵極截止電壓Vgl變化，施加在電容Cp上的電壓也可以保持恒定。
<C.效果>
在本實施方式3的顯示裝置中，因具有上述結(jié)構(gòu)，故可以不僅對電壓Vgh、對電壓Vgl也可以進行動態(tài)校正。例如，即使因TFT劣化而使閾值漂移，因為像素TFT11始終在最佳條件下驅(qū)動，所以，能夠保證顯示的品質(zhì)。
本實施方式3的顯示裝置利用運算放大器OP111控制柵極電壓，以使特性檢測用TFT17中流過與像素TFT11要求的電流相同的規(guī)定的電流。其結(jié)果，可以得到更準確的柵極截止電壓Vgl。
本實施方式3的顯示裝置具有能給出多個像素共用的公共電壓的公共電壓生成電路，因公共電壓與柵極截止電壓Vgl對應(yīng)變化，所以，即使柵極截止電壓Vgl變化，也可以使施加在像素電容10上的電壓保持恒定。
此外，圖11所示的電路通過適當選擇電阻R111、電源113、電源112的值，可以作為生成柵極導(dǎo)通電壓Vgh的電路來使用。
即，通過選擇電阻R111、電源113、電源112的值，可以從運算放大器OP111輸出柵極導(dǎo)通電壓Vgh，以使流過電阻R111的電流與像素TFT11導(dǎo)通時要求的漏極電流相等。
實施方式4在實施方式3中，示出通過使用圖11所示的電路去校正柵極截止電壓Vgl的方法。在本實施方式中，通過使用實施方式2所示的結(jié)構(gòu)去校正柵極導(dǎo)通電壓Vgh和柵極截止電壓Vgl的方法。
<A.結(jié)構(gòu)>
圖13是表示本實施方式4的特性檢測用TFT17的外圍電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
對圖10所示的電路進一步將輸出柵極截止電壓Vgl的電路131連接在特性檢測用TFT17的漏極上。其它結(jié)構(gòu)和實施方式2一樣，對和實施方式2相同的結(jié)構(gòu)標記同一符號并省略重復(fù)說明。
首先，說明電路131的結(jié)構(gòu)。運算放大器OP102的+輸入端子與TFT17的源極連接。運算放大器OP102的輸出與二極管D102的陰極連接。二極管D102的陽極與電容C103的一端連接。
運算放大器OP102的-輸入端子與電阻R105的一端連接。電阻R105的另一端與放電電阻R106的一端及二極管D102的陽極連接。
放電電阻R106的另一端與二極管D102的陰極連接。二極管D102的陽極與比較器COMP103的-輸入端子連接。比較器COMP103的+輸入端子與電源105連接。電源105給出基準電壓Vr。
比較器COMP103的輸出與電阻R107的一端連接。電阻R107的另一端與電容C104的一端及電流緩沖器106的輸入連接。電容C104的另一端接地。電流緩沖器106的輸出與端子107連接，從端子107輸出柵極截止電壓Vgl。
從端子107輸出的柵極截止電壓Vgl經(jīng)連線L2L反饋給柵極驅(qū)動電路16。這里，連線L2L與圖9的連線L2對應(yīng)。
由運算放大器OP102、電阻R105、電阻R106、二極管D102和電容C103構(gòu)成最小值檢測電路132。最小值檢測電路132與峰值保持電路106相比，二極管D102的方向相反。
<B.動作>
作為初始狀態(tài)，從柵極驅(qū)動電路16輸出的柵極截止電壓Vgl的值比所要的值高。此外，由電源105施加的基準電壓Vr選擇電流檢測電阻R101中流過所要的漏極電流時產(chǎn)生的電壓。
當從柵極驅(qū)動電路16向特性檢測用TFT17的柵極輸出電壓Vgl時，特性檢測用TFT17遷移到截止狀態(tài)。這時，因柵極截止電壓Vgl比所要的值高，故電流檢測用電阻R101中流過比要求的泄漏電流更大的泄漏電流。
當電阻R101中流過泄漏電流時，在連接點a上產(chǎn)生電壓。而且，該電壓輸入到運算放大器OP102的+輸入端子。當運算放大器OP102的+輸入端子中輸入電壓時，運算放大器OP102將電容C103充電至+輸入端子的輸入電壓。因輸入電壓比比較器COMP103的+輸入電壓高，故比較器COMP103輸出低電平。
當比較器COMP103輸出低電平的電壓時，電容C104慢慢放電，柵極截止電壓Vgl也慢慢下降。比初始狀態(tài)低的柵極截止電壓Vgl輸入到柵極驅(qū)動電路16，柵極驅(qū)動電路16向特性檢測用TFT17的柵極輸出低電壓值的柵極截止電壓Vgl，并重復(fù)前述動作。
而且，若泄漏電流小，則最小值檢測電路132的電容C103的電壓下降，比較器COMP103的輸出為高，與所要的電壓Vgl平衡。
<C.效果>
在本實施方式4的顯示裝置中，因利用柵極驅(qū)動電路16驅(qū)動特性檢測用TFT17，故與實施方式3相比，不需要用來使特性檢測用TFT17導(dǎo)通/截止的電路。特別是，通過和像素TFT11的柵極引線18共用，能夠容易控制特性檢測用TFT17。
不僅對電壓Vgh，對電壓Vgl也可進行動態(tài)校正，例如，即使因TFT劣化而使閾值漂移，因為像素TFT11始終在最佳條件下驅(qū)動，所以，能夠保證顯示的品質(zhì)。
再有，在本實施方式中，校正電壓Vgl的電路和校正電壓Vgh的電路都使用相同的TFT17，但是，因?qū)顟B(tài)和截止狀態(tài)的電流比通常能差到幾個數(shù)量級，故當使用相同的電流檢測電阻R101不能得到足夠的精度時，可以使用另外的TFT17。
實施方式5顯示裝置即使在通常使用時，顯示區(qū)12(參照圖1)內(nèi)的溫度為面內(nèi)分布。例如，若以LCD為例，在背景光光源附近的溫度高，在離開光源的位置上溫度低。此外，在直立設(shè)置的顯示裝置中，一般，因空氣的對流，顯示區(qū)12上側(cè)的溫度比下側(cè)高。
當這樣的溫度分布對像素TFT11(圖1)的特性產(chǎn)生影響，使顯示品質(zhì)下降時，通過使用實施方式1至4所示的結(jié)構(gòu)，可以抑制顯示品質(zhì)的下降。
具體地說，當將顯示裝置立起來使用且顯示區(qū)12的上側(cè)和下側(cè)的溫度不同時，至少在顯示區(qū)12的上側(cè)和下側(cè)二處配置特性檢測用TFT17。而且，位于顯示區(qū)12的上側(cè)的像素TFT11由配置在上側(cè)TFT17輸出的電壓Vgh和電壓Vgl來驅(qū)動，位于下側(cè)的像素TFT11由配置在下側(cè)的特性檢測用TFT17檢測出的導(dǎo)通電壓Vgh和截止電壓Vgl來驅(qū)動。
但是，當單純根據(jù)配置在上側(cè)和下側(cè)的特性檢測用TFT17的特性決定這二點的工作電壓時，若在掃描行的某1處驅(qū)動電壓突然變化，則會看見電壓切換的痕跡，這樣就產(chǎn)生不良現(xiàn)象。
因此，本實施方式5的顯示裝置提供一種柵極驅(qū)動電路，其可以從位于顯示區(qū)12的上側(cè)的像素TFT11到下側(cè)的像素TFT11使驅(qū)動電壓平滑地變化。
<A.結(jié)構(gòu)>
圖14是一個柵極驅(qū)動電路16的結(jié)構(gòu)例，當向配置在顯示區(qū)12的上側(cè)的像素TFT11和配置在下側(cè)的像素TFT11輸出不同的電壓Vgh、Vgl時，就看不出電壓切換的痕跡。
這里，為簡便起見，圖14所示的柵極驅(qū)動電路16的掃描行是5行。本實施方式5的柵極驅(qū)動電路16除了輸出緩沖器B1～B5之外還具有參考電壓部146(分壓部)。下面，說明參考電壓部146的結(jié)構(gòu)。
電阻RH1的一端與端子141及輸出OH1連接。電阻RH1的另一端與輸出OH2及電阻RH2的一端連接。電阻RH2的另一端與輸出OH3及電阻RH3的一端連接。
電阻RH3的另一端與輸出OH4及電阻RH4的一端連接。電阻RH4的另一端與輸出OH5及端子143連接。
而且，對端子141施加由配置在顯示區(qū)12的上側(cè)的特性檢測用TFT17檢測出的電壓VghTop。此外，對端子143施加由配置在顯示區(qū)12的下側(cè)的特性檢測用TFT17檢測出的電壓VghBottom。
電阻RL1的一端與端子142及輸出OL1連接。電阻RL1的另一端與輸出OL2及電阻RL2的一端連接。電阻RL2的另一端與輸出OL3及電阻RL3的一端連接。
電阻RL3的另一端與輸出OL4及電阻RL4的一端連接。電阻RL4的另一端與輸出OL5及端子144連接。
對端子142施加由配置在顯示區(qū)12的上側(cè)的特性檢測用TFT17檢測出的電壓VglTop。而且，對端子144施加由配置在顯示區(qū)12的下側(cè)的特性檢測用TFT17檢測出的電壓VglBottom。
像以上那樣構(gòu)成參考電壓部146。而且，輸出緩沖器B1～B5的輸入與參考電壓部146的輸出連接，輸出緩沖器B1～B5的輸出分別與配置在像素區(qū)12的第1行至第5行的像素TFT11的柵極連接。
<B.動作>
柵極導(dǎo)通電壓VghTop和柵極導(dǎo)通電壓VghBottom由電阻RH1～RH5分壓成多個電壓。而且，從電壓VghTop到電壓VghBottom，電壓逐級下降。
柵極截止電壓VglTop和柵極截止電壓VglBottom由電阻RL1～RL5分壓成多個電壓。而且，從電壓VglTop到電壓VglBottom，電壓逐級下降。
柵極驅(qū)動電路16在需要某一行(在圈14的例子中是第2行)的像素TFT11是導(dǎo)通狀態(tài)時，控制成使該行的輸出緩沖器B2選擇參考電壓部146的電壓輸出OH2。與其他的行連接的輸出緩沖器B1、B3～B5選擇參考電壓部146的輸出OL1、OL3～OL5。
<C.效果>
本實施方式5的顯示裝置具有將多個特性檢測用TFT17之間的輸出分壓的參考電壓部146。
因此，施加在像素TFT11上的柵極導(dǎo)通電壓Vgh、或柵極截止電壓Vgl平滑地切換，從上側(cè)到下側(cè)慢慢減小。因此，看不出電壓的變化。
實施方式6實施方式5所示的柵極驅(qū)動電路16與通常的柵極驅(qū)動電路相比，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此制造成本高。
進而，為了與電壓Vgh、Vgl的變化對應(yīng)對公共電壓進行動態(tài)校正，有必要使用某種裝置來知道已選擇的水平方向的掃描線18的電壓，因此，電路更加復(fù)雜。
因此，在本實施方式6中，提供一種裝置，能夠以簡單的電路結(jié)構(gòu)來對電壓Vgh、Vgl進行溫度校正。
<A.結(jié)構(gòu)>
圖15是表示實施方式6的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。在呈矩陣狀配置的像素151中分別設(shè)置像素TFT11(參照圖1)。
這些像素151通過水平方向的掃描線18來選擇，并寫入垂直方向的數(shù)據(jù)線19的電壓。為方便起見，數(shù)據(jù)線19的電壓是在0V～10V的范圍內(nèi)。
這里，用來驅(qū)動源極驅(qū)動電路13及柵極驅(qū)動電路16的控制信號因為是通常的信號，故省略其說明。
在圖15中，電路153是用來生成柵極導(dǎo)通電壓Vgh的電路。在本實施方式6中，作為用來生成柵極導(dǎo)通電壓Vgh的電路，使用和實施方式3所示的圖11同樣的電路。
特性檢測用TFT17H和像素TFT11一起與各掃描線18連接。在圖15所示的例子中，1根掃描線18與2個特性檢測用TFT17H連接。像在實施方式1中說明的那樣，這是為了避免因特性檢測用TFT17H的遷移率小而引起誤動作。因此，若是動作需要，可以連接好幾個。
這些特性檢測用TFT17H的漏極全部相互連接，同樣，源極也全部相互連接。
特性檢測用TFT17H的源極與端子T154連接，對端子T154施加10V(源極引線電壓的最大值)的電壓。而且，TFT17H的漏極經(jīng)5MΩ的電流檢測用電阻R152與端子T152連接。端子T152上施加30V的電壓。
TFT17H的漏極與運算放大器OP151的+輸入端子連接。運算放大器OP151的-輸入端子與電阻R151的一端及電容C151的一端連接。電阻R151的另一端與電源V151連接，電源V151給出20V的電壓。
電容C151的另一端與運算放大器OP151的輸出連接。而且，運算放大器OP151的輸出與帶Enable控制的電流緩沖器151的輸入連接。電流緩沖器151的輸出與柵極驅(qū)動電路16和電容C152的一端連接。電容C152的另一端接地。
其次，說明電路154的結(jié)構(gòu)。電路154是用來生成電壓Vgl的電路。
電阻R153的一端與端子T153連接。電阻R153的電阻值是10MΩ。而且，端子T153上施加10V的電壓。
電阻R153的另一端與運算放大器OP152的+輸入端子及特性檢測用TFT17L的漏極連接。在每根掃描線18上連接2個特性檢測用TFT17L。而且，與第1行到第3行的掃描線18連接的特性檢測用TFT17L串聯(lián)連接。
此外，與第4行到第6行的掃描線18連接的特性檢測用TFT17L也串聯(lián)連接。而且，4組串聯(lián)連接的TFT17L組相互并聯(lián)連接。而且，在串聯(lián)連接的TFT17L組中，一端的TFT17L的漏極與電阻R153的另一端連接，另一端的TFT17L的源極接地。
運算放大器OP152的-輸入端子與電阻R154的一端連接，電阻R154的另一端與電源V152連接。電源V152給出9.96V的電壓。
在運算放大器OP152的輸出和-輸入端子之間連接電容C154，而且，運算放大器OP152的輸出與電流緩沖器152的輸入連接。電流緩沖器152的輸出與端子T154及電容C153的一端連接。電容C153的另一端接地。端子T154輸出電壓Vgl。
而且，從端子T154輸出的電壓Vgl被輸入到柵極驅(qū)動電路16。
這里，在圖15中，省略了圖4所示的升壓變換電路32、充電泵電路33等，電源V151、施加給端子T152的電壓、施加給端子T153的電壓和電源V152等由電源電路15來生成。
<B.動作>
電路153的動作因和實施方式3的圖11的電路一樣，故省略詳細說明。
電路153將由V151給出的基準電壓設(shè)定在20V，所以，當TFT17的漏·源電壓Vds是(20V-10V)＝10V時，產(chǎn)生使漏極電流Id變成(30V-20V)/5MΩ＝2μA的柵極導(dǎo)通電壓Vgh。
假設(shè)柵極驅(qū)動電路現(xiàn)在正在進行圖3所示的動作。這一來，在某一時刻，變成或者某1根掃描線18被選中或者在垂直消隱期間誰都沒有被選中的狀態(tài)。
在垂直消隱期間之外的期間，因選擇了某1根掃描線18，故在該例子中，并聯(lián)連接的2個特性檢測用TFT17H的柵極導(dǎo)通。因此，電路153輸出使每一個TFT17H流過1μA的漏極電流Id的柵極導(dǎo)通電壓Vgh。
運算放大器OP151的后級具有帶Enable控制的電流緩沖器151。
該電流緩沖器151因下面的理由而設(shè)置。因垂直消隱期間無論哪一個TFT17H都沒有被選中，所以，不管電壓Vgh如何變化，都不能流過所要的電流。因此，運算放大器OP151使電壓持續(xù)上升直到達到飽和。這一來，當下一幀開始時，因電壓Vgh太高，故為了防止出現(xiàn)該情況，在消隱期間內(nèi)，使Enable端子為Disenable狀態(tài)，使電壓Vgh不變。
不僅是垂直消隱期間，在通常的顯示中當所有的掃描線18處于未被選中的狀態(tài)時，同樣，可以只在該期間內(nèi)使電壓Vgh不變。因為目的是不使電壓Vgh有大的變動，所以也可以使用除此之外的別的方法。
電路154是用來生成電壓Vgl的電路。電路154的動作也和實施方式3的圖11的電路一樣，所以省略詳細說明。
運算放大器OP152與給出基準電壓9.96V的電源V152連接。因此，電壓Vgl被設(shè)定在能流過4nA的電流并在電流檢測電阻R154上產(chǎn)生10-9.96＝40mV的電壓降的電壓上。
因此，1組串聯(lián)連接的TFT17L中流過1nA的電流。其他的串聯(lián)連接的組中也同樣流過1nA的電流。
將特性檢測用TFT17L串聯(lián)連接的理由是在顯示期間，因某一根掃描線18處于被選中的狀態(tài)，故特性檢測用TFT導(dǎo)通，若不串聯(lián)連接，只有1個TFT17L導(dǎo)通，無論截止電壓Vgl如何下降，電流也不會小于一定的值。
本來，將2個TFT17L串聯(lián)連接即可，但是，考慮在某一根掃描線18是OFF，下一根掃描線18是ON的期間雙方的柵極變成ON的狀態(tài)的情況下，有可能在那里流過大的電流，所以，為了避免這種情況，最好串聯(lián)3個。
實際上，用來設(shè)定電壓Vgh和Vgl的電流值可以由顯示特性決定，但是，若選擇太靠近TFT17H、17L的界限的值，則不能解決個體差異的問題，不能進行控制。因此，將決定電壓Vgh的電流設(shè)定得低一些，將決定電壓Vgl的電流設(shè)定得高一些，留有余地，與前面輸出的電壓相比，電壓Vgh高一些，電壓Vgl低一些。
其次，參照圖16說明實際驅(qū)動本實施方式的顯示裝置時的動作。圖16是用來說明實際驅(qū)動本實施方式6的顯示裝置時的動作的圖。
本來，實際生成的電壓Vgh是源·漏間電壓Vgs加上源極引線電壓的最小值的電壓，為了看起來方便，這一點在圖中被省略了。
現(xiàn)在，假定畫面上部的溫度高，配置在上側(cè)的像素TFT11的遷移率高，畫面下部的溫度低，像素TFT11的遷移率低。
當顯示幀開始并選擇第1行的掃描線18，根據(jù)第1行的特性檢測用TFT17生成低一點的電壓Vgh。
繼續(xù)掃描，在中間部生成與這時選擇的掃描線18上的TFT17對應(yīng)的電壓Vgh，當選擇幀結(jié)束的最下一根掃描線18時，根據(jù)最后1行的TFT17的特性生成稍高一點的電壓Vgh。然后，變成垂直消隱期間，電壓Vgh的值恒定，當再選擇第1行時，變成與第1行相應(yīng)的電壓Vgh。
電壓Vgl幾乎不變化。這是因為當例如掃描線18有1000行時，即使選擇其中1行，也只有1/1000的影響。當然，若顯示裝置出現(xiàn)整體發(fā)熱等、平均特性發(fā)生變化，則應(yīng)相應(yīng)地控制電壓Vgl的值。
<C.效果>
本實施方式6的顯示裝置還具有多個特性檢測用TFT17L、TFT17H。而且，特性檢測用TFT17L、TFT17H配置在已設(shè)置在多個行中的像素TFT11的柵極線18的端部。
因此，可以以簡單的電路結(jié)構(gòu)防止因像素TFT11的個體差異、溫度變化、長期變化及面內(nèi)溫度分布等像素TFT11的特性引起的顯示品質(zhì)的下降。
進而，在垂直方向具有多個特性檢測用TFT17L、TFT17H并依次進行選擇或調(diào)整，所以，即使例如某一部分出現(xiàn)局部發(fā)熱(TFT特性不同)需要非線性電壓驅(qū)動，也可以應(yīng)對。
雖然在本實施方式中，將用來決定電壓Vgh的特性檢測用TFT17H配置在柵極驅(qū)動電路16一側(cè)，將用來決定電壓Vgl的特性檢測用TFT17L配置在遠離柵極驅(qū)動電路16一側(cè)，但是，反過來配置也行。
但是，電壓Vgh最好配置在柵極驅(qū)動電路16一側(cè)，因為這時沒有因柵極線18的電阻和電容引起的柵極電壓的誤差，容易始終處于某個導(dǎo)通狀態(tài)。
若因柵極電壓的誤差而在掃描行切換時使哪根掃描線都處于非ON的狀態(tài)或2根以上的掃描線18都為ON時，這時，可以像前述那樣，利用Enable信號停止反饋回路的工作，使Vgh電壓不變。
再有，雖然圖15沒有示出，但可以通過將圖12所示的公共電壓發(fā)生電路組合來對公共電壓進行動態(tài)補償。在本實施方式6的顯示裝置中，因?qū)γ恳桓鶔呙杈€18，向像素TFT11輸出的柵極導(dǎo)通電壓Vgh、柵極截止電壓Vgl都要變，故可以分別校正成合適的公共電壓。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其特征在于，具有多個像素，在襯底上呈矩陣狀配置且在各像素中分別設(shè)有像素TFT；以及特性檢測用TFT，在上述襯底上形成且具有和上述像素TFT相同的特性，并檢測用來驅(qū)動上述像素TFT的導(dǎo)通電壓或截止電壓，以和上述像素TFT處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間一致的方式，驅(qū)動上述特性檢測用TFT。
2.權(quán)利要求1記載的顯示裝置，其特征在于上述特性檢測用TFT其控制端子與電流輸入端子連接，通過對上述控制端子和上述電流輸入端子的連接部施加偏置電流，來檢測上述導(dǎo)通電壓或上述截止電壓。
3.權(quán)利要求1記載的顯示裝置，其特征在于還具有柵極電壓控制電路，其控制上述特性檢測用TFT的柵極電壓，上述特性檢測用TFT通過控制上述柵極電壓，以使流過與上述像素TFT所要求的電流相同的規(guī)定的電流，來檢測上述導(dǎo)通電壓或上述截止電壓。
4.權(quán)利要求1記載的顯示裝置，其特征在于上述特性檢測用TFT由驅(qū)動上述像素TFT的驅(qū)動電路來驅(qū)動。
5.權(quán)利要求1～4的任何一項記載的顯示裝置，其特征在于還具有公共電壓生成電路，其向上述多個像素共同供給公共電壓，上述公共電壓對應(yīng)上述導(dǎo)通電壓或上述截止電壓而變化。
6.權(quán)利要求1～5的任何一項記載的顯示裝置，其特征在于還具有多個上述特性檢測用TFT，上述多個特性檢測用TFT并聯(lián)連接。
7.權(quán)利要求1～6的任何一項記載的顯示裝置，其特征在于還具有多個上述特性檢測用TFT；以及分壓部，將多個上述特性檢測用TFT之間的輸出進行分壓，上述像素TFT由上述分壓部分壓后的導(dǎo)通電壓或截止電壓來驅(qū)動。
8.權(quán)利要求1～6的任何一項記載的顯示裝置，其特征在于還具有多個上述特性檢測用TFT，上述多個特性檢測用TFT配置在多行設(shè)置的上述像素TFT的柵極線的端部。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種顯示裝置，其電路結(jié)構(gòu)簡單，即使在像素TFT的特性中出現(xiàn)溫度變化、長期變化及個體離散等，也可以在最佳的驅(qū)動電壓下驅(qū)動像素TFT。設(shè)置具有與設(shè)在像素中的像素TFT(11)相同的特性的特性檢測用TFT(17)。特性檢測用TFT(17)檢測用來驅(qū)動像素TFT(11)的柵極導(dǎo)通電壓Vgh。進而，以和像素TFT(11)處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間一致的方式，驅(qū)動特性檢測用TFT(17)。
文檔編號G02F1/133GK1928682SQ20061015162
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月7日
發(fā)明者石口和博 申請人:三菱電機株式會社