[发明专利]晶体管控制电路和控制方法、以及使用该电路的有源矩阵显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及晶体管控制电路，具体但非排他地涉及按照这样一种方式控制薄膜晶体管，补偿老化过程中晶体管特征的改变，和/或大面积基板上由于不均匀性致使不同晶体管特性之间的改变。这样对于有源矩阵显示设备特别有益。

背景技术

在有源矩阵显示设备中，晶体管作为驱动元件，使电流或电压通过到达像素的显示元件。

采用电致发光、光发射显示元件的有源矩阵设备是公知的。显示元件通常包括有机薄膜电致发光元件(OLED)，包括聚合物材料(PLED)或者发光二极管(LED)。这些材料通常包括夹在一对电极之间的一层或多层半导体共轭聚合物，电极中的一个是透明的，另一个是适于将空穴或电子注入聚合物层中的材料。

这种显示设备中的显示元件是电流驱动的，并且常规的模拟驱动机制包括向显示元件提供可控电流。一般而言，电流源晶体管被作为像素结构的一部分，由提供给电流源晶体管的栅电压决定流过电致发光(EL)显示元件的电流。在寻址阶段之后，存储电容器保持栅电压。使用寻址晶体管将数据电压提供给像素驱动电路的电流源部分。

有源矩阵液晶显示设备也是公知的。这种显示设备中的显示元件是电压驱动的，并且常规的驱动机制包括通过寻址/驱动晶体管将数据电压提供给液晶像素。在通过使寻址/驱动晶体管截止而使像素从数据线隔离之前，将数据电压存储到像素电容上(可以为液晶单元的自电容)。

在每种情况下，像素的寻址晶体管都通过行导线上的行寻址脉冲而被导通。当寻址晶体管被导通时，列导线上的数据电压可以通到像素电路的其余部分。

非晶硅技术为显示设备提供了一种低成本制造工艺。然而，所使用的薄膜非晶硅晶体管的阈值电压随时间发生漂移(取决于晶体管随时间的电压负载)，结果，由于显示设备的老化导致像素特性改变。对于以驱动晶体管作为模拟电流源而非开关的电流驱动显示设备而言，这尤其是个问题。

对于电压寻址显示设备而言，寻址/驱动晶体管起开关的作用，这样就使得寻址/驱动晶体管作为数字而非模拟设备，提高了对特性改变的容忍度。不过，驱动器电路的电压发生电路必须提供精确的电压，当设备存在老化或者由于不均匀性导致改变时，在显示器基板上结合的这些驱动器电路难以提供不改变的驱动电压。

非晶硅晶体管阈值电压漂移问题，是将驱动器电路结合到非晶硅显示器基板上的一个障碍。还使用多晶硅作为制造显示设备的技术，从而更易于将驱动器电路集成到多晶硅基板上。然而，在基板区域上，这些薄膜设备的特性存在不均匀性。

因此，在使用薄膜晶体管形成像素电路以及使用像素阵列的薄膜技术形成集成驱动器电路时都是有问题的。

已经开发了多种补偿非晶硅晶体管的老化，以及多晶硅晶体管特性不均匀性的技术。在每种情形中，补偿必然涉及对不同的阈值电压提供容忍度。

对于电流寻址显示像素中所使用的晶体管，为了补偿非晶硅晶体管特性的老化，提出了用于测量阈值电压改变的电路，从而可以从外部校正像素数据。还提出了像素内(in-pixel)补偿机制。例如，像素内补偿机制可以使用来自显示元件的光学反馈路径，从而根据显示元件的输出改变驱动条件，其对于驱动晶体管特性随时间的改变以及显示元件特征随时间的改变都可以进行补偿。

已经提出的多种补偿机制对于特定情形而言可以提高性能稳定性和寿命，然而传统的晶体管设计还具有所不期望的高功耗，从而即使解决了均匀性和稳定性问题，依然需要改进型电路。

本申请人已经开发了一种名为“源极-栅控(source-gated)薄膜晶体管”的新晶体管技术。在WO 2004/015780中详细描述了该技术。这些器件具有高输出阻抗和低电压操作。这就使得所述器件适于低功率和/或高增益应用。

不过，这些器件依然存在特性随时间改变或者器件特性不均匀的问题(还取决于所使用的是非晶或多晶技术)。这些改变本身并不会表现为阈值电压漂移，从而针对传统薄膜晶体管的已知补偿机制是不适合的。

发明内容

根据本发明，提供一种晶体管控制电路，包括：

源极-栅控薄膜晶体管；

用于接收驱动电压的输入，所述驱动电压代表了对源极-栅控薄膜晶体管的所需控制；

用于使已知电流流过源极-栅控薄膜晶体管的电流源；

当已知电流流过源极-栅控薄膜晶体管时，用于存储源极-栅控薄膜晶体管所产生的栅-源电压的第一电容器；以及

使用所产生的栅-源电压修改驱动电压、并且使用修改后的电压控制源极-栅控晶体管的装置。