DE69926972T2 - Transistorschaltung, anzeigepaneel und elektronisches gerät - Google Patents

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Tokuroh Suwa-shi OZAWA
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Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft das technische Gebiet von Transistorschaltungen mit einer Vielzahl von Transistoren, wie Dünnfilmtransistoren (in der Folge als TFT bezeichnet), Feldeffekttransistoren und bipolare Transistoren, und betrifft insbesondere das technische Gebiet von Transistorschaltungen, die Antriebstransistoren enthalten, um einen Antriebsstrom – durch Steuerung der Konduktanz zwischen einer Source und einem Drain als Reaktion auf eine Spannung, die einem Gate zugeführt wird –, der einem Antriebselement, wie einem stromgesteuerten (strombetriebenen) Element durch die Source und den Drain zugeführt wird, zu steuern.
  • Stand der Technik
  • Im Allgemeinen sind die Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungen von Transistoren abhängig von verschiedenen Eigenschaften, wie der Qualität und Dicke von Halbleiterfilmen, Störstellenkonzentrations- und Diffusionsflächen, der Qualität und Dicke von Gate-Isolierfilmen usw., Betriebstemperatur und dergleichen eher unterschiedlich. Im Falle von bipolaren Transistoren mit Kristallsilizium ist die Varianz der Schwellenspannungen relativ gering, aber im Fall von TFTs ist die Varianz für gewöhnlich groß. Insbesondere im Falle von TFTs, die auf einem TFT-Matrixsubstrat in einem weiten Bereich in einer Vielzahl in einem Anzeigepaneel, wie einem Flüssigkristallpaneel, einem EL-Paneel, usw., gebildet sind, wird die Varianz von Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungen häufig extrem groß. Wenn zum Beispiel solche TFTs so hergestellt werden, dass der Schwellenspannung bei etwa 2 V (+2 V im Falle des N-Kanals, und –2 V im Falle des P-Kanals) eingestellt wird, beträgt die Varianz manchmal etwa einige ±V.
  • Im Falle eines spannungsgesteuerten (spannungsbetriebenen) Typs zur Steuerung der Spannung von Bildelementen, die aus Flüssigkristallen oder dergleichen bestehen, wie einem sogenannten TFT-Flüssigkristallpaneel, ist die Varianz der Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungen von Antriebs-TFTs, die bei jedem Bildelement angewendet werden, wahrscheinlich kein Problem. Mit anderen Worten, selbst wenn in diesem Fall eine geringe Varianz von Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungen von TFTs eintritt, kann der Kontrast und die Helligkeit jedes Bildelements mit hoher Präzision durch Erhöhen der Präzision einer Spannung gesteuert werden, die jedem Bildelement von außen durch die TFTs zugeführt wird, wenn nur eine ausreichende Schaltzeit zur Verfügung steht. Selbst im Falle eines TFT Flüssigkristallpaneels zur Anzeige, in dem Kontrast und Helligkeit jedes Bildelements als wichtig usw. erachtet werden, können daher hochgradige Bilder durch TFTs mit einer relativ großen Varianz von Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungen angezeigt werden, usw.
  • Andererseits wurden vor kurzem Anzeigepaneele entwickelt, die stromgesteuerte Leuchtelemente, wie organische, selbstleuchtende ELs enthalten, um die Helligkeit abhängig von der Stromversorgung bei Bildelementen zu ändern; und sie haben als Anzeigepaneele Aufmerksamkeit erregt, die Bilder ohne Gegenlicht und reflektiertes Licht anzeigen können, weniger Strom verbrauchen, weniger abhängig vom Betrachtungswinkel sind, und manchmal flexibel sind. Selbst in diesem EL-Paneel wird ein Antriebs-TFT bei jedem Bildelement zum Antreiben einer aktiven Matrix verwendet. Zum Beispiel ist die Konstruktion derart, dass ein (Änderungs-)Antriebsstrom gesteuert wird, der einem EL-Element von einer Stromquellenleitung, die an eine Source angeschlossen ist, als Reaktion auf die Spannung von Datensignalen zugeführt wird, die an ein Gate angelegt wird, indem der Drain eines Antriebs-TFT durch eine Lochinjektionselektrode an das EL-Element angeschlossen wird. Unter Verwendung eines Antriebs-TFT wie zuvor erwähnt, kann ein Antriebsstrom, der zu einem EL-Element fließt, durch Steuern der Konduktanz zwischen einer Source und einem Drain als Reaktion auf die Spannungsänderung von Eingangssignalen gesteuert werden, so dass die Helligkeit jedes Bildelements für die Bildanzeige und dergleichen geändert werden kann.
  • Insbesondere im Falle des stromgesteuerten Elements, wie dem obengenannten EL-Paneels, neigt jedoch die Varianz von Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungen im Antriebs-TFT jedes Bildelements dazu, problematisch zu sein. Mit anderen Worten, selbst wenn in diesem Fall die Spannungspräzision von Datensignalen, die dem Antriebs-TFT von außen zugeleitet werden, bis zu einem gewissen Grad verstärkt ist, erscheint die Varianz von Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungen in den Antriebs-TFTs direkt als die Varianz des Antriebsstroms zu Datensignalen, wodurch die Präzision des Antriebsstroms herabgesetzt wird. Infolgedessen ändert sich die Helligkeit bei jedem Bildelement mit Wahrscheinlichkeit in Übereinstimmung mit der Varianz in den Schwellenspannungen der Antriebs-TFTs. Insbesondere bei gegenwärtigen Herstellungstechniken von Niedertemperatur-Polysilizium-TFTs, ändern sich die Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungen beachtlich; somit ist dieses Problem in der Praxis besonders ernst.
  • Wenn jeder TFT so hergestellt wird, dass die Varianz von Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungen angesichts dieses Problems verringert wird, nimmt die Ausbeute ab und insbesondere im Falle einer Vorrichtung mit einem Anzeigepaneel, das eine Vielzahl von TFTs hat, nimmt die Ausbeute in hohem Maße ab, was einer allgemeinen Zielsetzung – geringeren Kosten – widerspricht. Und es ist nahezu unmöglich, TFTs herzustellen, die eine solche Varianz senken können. Selbst wenn eine Schaltung zum Kompen sieren der Varianz von Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungen bei jedem TFT separat eingebaut wird, wird die Vorrichtung des Weiteren komplex und groß, und der Verbrauch an elektrischem Strom steigt zusätzlich. Insbesondere im Falle eines Anzeigepaneels, in dem eine Vielzahl von TFTs mit hoher Dichte angeordnet ist, sinkt wieder die Ausbeute oder es ist schwierig, gegenwärtige Anforderungen zu erfüllen, wie einen geringen Stromverbrauch und eine Miniaturisierung und Gewichtsverringerung einer Vorrichtung.
  • US4642552 offenbart eine stabilisierte Stromquellenschaltung, in der das Gate eines Transistors an einen als Diode geschalteten Transistor angeschlossen ist, der seinerseits an eine stabilisierte Spannungsquelle angeschlossen ist. Der Drain des als Diode geschalteten Transistors ist auch an eine Stromquelle angeschlossen.
  • US 5714968 offenbart eine Treiberschaltung für eine strombetriebene elektrolumineszente Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Erfindung wurde angesichts der obengenannten Probleme ausgeführt und hat zur Aufgabe, Transistorschaltungen zum Steuern der Konduktanz in Antriebstransistoren abhängig von der Spannung von Eingangssignalen zu steuern, deren Konduktanz durch relativ kleine Eingangssignale gesteuert werden kann, und die die Varianz von Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungen von Antriebstransistoren mit einem etwas geringeren Stromverbrauch kompensieren können, indem eine relativ geringe Anzahl von Transistoren verwendet wird, sowie ein Anzeigepaneel und eine elektronische Vorrichtung, die diese verwendet.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Transistorschaltung bereitgestellt, umfassend: einen Antriebstransistor mit einem ersten Gate, einer ersten Source und einem ersten Drain, wobei die Konduktanz zwischen der ersten Source und dem erst en Drain abhängig von der Spannung von Eingangssignalen gesteuert wird, die dem ersten Gate zugeleitet werden; einen Kompensationstransistor mit einem zweiten Gate, einer zweiten Source und einem zweiten Drain, wobei das zweite Gate an die zweite Source oder den zweiten Drain angeschlossen ist, und wobei der Kompensationstransistor an das erste Gate in einer derartigen Ausrichtung angeschlossen ist, dass die Eingangssignale zu dem ersten Gate durch die zweite Source und den zweiten Drain geleitet werden, und dass das erste Gate eine elektrische Ladung in eine Richtung bewegen kann, dass die Konduktanz zwischen der ersten Source und dem ersten Drain gesenkt wird, und ein Rückstellmittel, dass zum Zuleiten von Rückstellsignalen angeordnet ist, die eine Spannung haben, um die Spannung des ersten Gates bei einem vorbestimmten Werte einzustellen.
  • Gemäß der obengenannten Transistorschaltung des ersten Aspekts der Erfindung ist entweder die zweite Source oder der zweite Drain des Kompensationstransistors an das erste Gate des Antriebstransistors angeschlossen, und Eingangssignale werden durch diese zweite Source und den zweiten Drain zu dem ersten Gate des Antriebstransistors geleitet. Dann wird bei dem Antriebstransistor die Konduktanz zwischen der ersten Source und dem ersten Drain abhängig von der Spannung von Eingangssignalen gesteuert, die dem ersten Gate zugeleitet werden. Hier ist bei dem Kompensationstransistor das zweite Gate an den zweiten Drain angeschlossen und ist an das erste Gate in einer Ausrichtung angeschlossen, die dem ersten Gate ermöglicht, eine elektrische Ladung in eine Richtung zu bewegen, dass die Konduktanz zwischen der ersten Source und dem ersten Drain gesenkt wird. Mit anderen Worten der Kompensationstransistor hat Diodeneigenschaften; und wenn der Antriebstransistor zum Beispiel vom N-Kanaltyp ist, kann Strom von dem ersten Gate in die Richtung einer Eingangssignalquelle geleitet werden. Und wenn der Antriebstransistor vom P-Kanaltyp ist, kann Strom von einer Eingangssignalquelle in die Richtung des ersten Gates geleitet werden.
  • Wenn Eingangssignale der Transistorschaltung zugeführt werden, steigt daher die Gate-Spannung des ersten Gates im Vergleich zu der Spannung der Eingangssignale zum Zeitpunkt der Eingabe in den Kompensationstransistor zu der Seite, die die Konduktanz des Antriebstransistors nur um einen Schwellenspannungspegel des Kompensationstransistors erhöht. Um eine bevorzugte Konduktanz in dem Antriebstransistor zu erhalten, können infolgedessen Eingangssignale mit einer Spannung, die nur um einen Schwellenspannungspegel des Kompensationstransistors niederer sind, anstelle der Gate-Spannung, die der Konduktanz entspricht, durch den Kompensationstransistor zugeführt werden. Da die Gate-Spannung abhängig von Eingangssignalen nur um eine Schwellenspannung des Kompensationstransistors steigen kann, kann eine äquivalente Konduktanzsteuerung durch die geringere Spannung von Eingangssignalen im Vergleich zu dem Fall ohne Kompensationstransistor ausgeführt werden.
  • Diese Eingangssignale sind im Allgemeinen relativ zu anderen Signalen bei einer hohen Frequenz; und der Verbrauch an elektrischem Strom kann signifikant verringert werden, wenn niederere Eingangssignale verwendet werden können.
  • Ferner zeigt das Einstellen der Gate-Spannung an dem ersten Gate durch Erhöhen der Spannung von Eingangssignalen vom Kompensationstransistor, wie zuvor erwähnt, dass, bei Betrachtung als gesamte Transistorschaltung, die Schwellenspannung von Eingangssignalen zum Antriebsstrom, der durch eine Source und einen Drain fließt, dessen Konduktanz im Antriebstransistor gesteuert wird, nur um die Schwellen spannung des Kompensationstransistors als Spannungsanstieg von der Eingangsspannung zu der Gate-Spannung geringer als die Schwellenspannung des Antriebsstroms ist. Mit anderen Worten innerhalb der Schwellenspannung der Eingangsspannung zu dem Antriebsstrom sind der Schwellenspannung des Kompensationstransistors und der Schwellenspannung des Antriebstransistors voneinander versetzt. Indem die Schwellenspannungseigenschaften und die Spannungs-/Stromeigenschaften beider Transistoren einander gleich gemacht werden, ist es möglich, die Schwellenspannung von Eingangssignalen zum Antriebsstrom auf Null zu stellen.
  • Ferner kann durch Versetzen der Schwellenspannung des Antriebstransistors und der Schwellenspannung des Kompensationstransistors in der Transistorschaltung als ganzes, wie zuvor erwähnt, die Schwellenspannung der Eingangssignale näher bei einem konstanten Pegel (Null) eingestellt werden, ohne von dem Pegel der Schwellenspannung des Antriebstransistors abhängig zu sein. Mit anderen Worten, wenn eine Vielzahl von Transistorschaltungen unter Verwendung vieler Antriebstransistoren mit unterschiedlichen Schwellenspannungen hergestellt wird, ist eine Differenz in den Schwellenspannungen zwischen Transistorschaltungen kleiner als (oder annähernd gleich wie) eine Differenz in den Schwellenspannungen von Antriebstransistoren, indem die Schwellenspannungen des Antriebstransistors und des Kompensationstransistors in jeder Transistorschaltung eng beieinander (im Idealfall gleich) eingestellt werden. Somit können bei der Herstellung einer Vielzahl von Transistorschaltungen zahlreiche Transistorschaltung mit nahezu oder definitiv keiner Varianz in Schwellenspannungen bereitgestellt werden, selbst wenn viele Transistoren mit vielen verschiedenen Schwellenspannungen verwendet werden.
  • Eine Transistorschaltung gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung in der Transistorschaltung gemäß dem ersten obengenannten Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Rückstellmittel hat zum Zuleiten von Rückstellsignalen – mit einer Spannung, die eine höhere Konduktanz liefert als die maximale Konduktanz, die abhängig von den Eingangssignalen gesteuert wird – zu einem ersten Gate, bevor die Eingangssignale zugeleitet werden.
  • Bei der obengenannten Transistorschaltung des zweiten Aspekts der Erfindung werden, bevor Eingangssignale zu dem ersten Gate eines Antriebstransistors geleitet werden (oder nachdem die Eingangssignale zugeleitet wurden, bevor die nächsten Eingangssignale zugeleitet werden), Rückstellsignale – mit einer Spannung, die eine höhere Konduktanz liefert als die maximale Konduktanz des Antriebstransistors, die abhängig von den Eingangssignalen gesteuert wird – durch die Rückstellmittel zu diesem Gate geleitet. Dadurch kann die Gate-Spannung des Antriebstransistors konstant eingestellt werden, ohne von dem Spannungspegel von Eingangssignalen abhängig zu sein; und ferner wird es möglich, Eingangssignale zu dem ersten Gate durch den Kompensationstransistor zu leiten, der an das erste Gate in einer Ausrichtung angeschlossen ist, die ermöglicht, dass sich eine elektrische Ladung in eine Richtung bewegt, in der die Konduktanz nach dem Rückstellen gesenkt wird.
  • Eine Transistorschaltung gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung in den obengenannten Transistorschaltungen gemäß dem ersten und zweiten Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellsignale bei einer höheren Spannung als der maximalen Spannung von Eingangssignalen durch einen Schwellenspannungspegel des Kompensationstransistors eingestellt sind.
  • Bei der obengenannten Transistorschaltung des dritten Aspekts der Erfindung werden Rückstellsignale mit einer höheren Spannung als Eingangssignale zu dem ersten Gate des Antriebstransistors durch das Rückstellmittel geleitet.
  • Ferner ist die Spannung dieser Rückstellsignale um eine Schwellenspannung des Kompensationstransistors höher eingestellt als die maximale Spannung der Eingangssignale, so dass immer eine Spannung, die um einen Schwellenspannungspegel des Antriebstransistors höher als die Spannung der Eingangssignale ist, zu dem ersten Gate des Antriebstransistors durch den Kompensationstransistor geleitet werden kann, ohne von dem Spannungspegel von Eingangssignalen oder Schwellenspannungen des Antriebstransistors abhängig zu sein, wenn Eingangssignale nach dem Rückstellen eingegeben werden.
  • Eine Transistorschaltung gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung in der Transistorschaltung gemäß dem zweiten obengenannten Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Rückstelltransistor enthält, wobei das Rückstellmittel ein drittes Gate, eine dritte Source und einen dritten Drain enthält, wobei entweder die dritte Source oder der dritte Drain an das erste Gate angeschlossen ist, und wobei die Rückstellsignale durch die dritte Source und den dritten Drain zu dem ersten Gate geleitet werden, wenn Rückstellzeitsteuerungssignale zu dem dritten Gate geleitet werden, bevor die Eingangssignale zugeleitet werden.
  • Wenn bei der obengenannten Transistorschaltung des vierten Aspekts der Erfindung Rückstellzeitsteuerungssignale zu dem dritten Gate des Rückstelltransistors geleitet werden, werden Rückstellsignale durch die dritte Source und den dritten Drain von dem Rückstelltransistor zu dem ersten Gate des Antriebstransistors geleitet. Dadurch kann die Gate-Spannung des Antriebstransistors durch die Zeitsteuerung der Zuleitung von Rückstellzeitsteuerungssignale bei einer Konstante zurückgestellt werden. Daher wird der Betrieb möglich, der für die zweite Transistorschaltung erklärt wird.
  • Eine Transistorschaltung gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung in der Transistorschaltung gemäß einem der ersten bis vierten, obengenannten Aspekte ist dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebstransistor und der Kompensationstransistor dieselbe Art von Transistoren sind.
  • Bei der obengenannten Transistorschaltung in dem fünften Aspekt der Erfindung sind der Antriebstransistor und der Kompensationstransistor dieselbe Art von Transistoren, aber "dieselbe Art" bedeutet hierin, dass der Leittyp von Transistoren derselbe ist. Wenn zum Beispiel der Antriebstransistor vom N-Kanaltyp ist, ist der Kompensationstransistor auch vom N-Kanaltyp. Wenn der Antriebstransistor vom P-Kanaltyp ist, ist der Kompensationstransistor auch vom P-Kanaltyp. Daher werden der Schwellenspannung des Kompensationstransistors und die Schwellenspannung des Antriebstransistors annähernd gleich, so dass diese Schwellenspannungen in der Transistorschaltung voneinander versetzt sind. Infolgedessen wird es möglich, eine Konduktanzsteuerung durch Einstellen der Schwellenspannung von Eingangssignalen zu dem Antriebsstrom auf annähernd Null auszuführen.
  • Durch Bereitstellen derselben Kanalbreite von Transistoren, Konstruktionswerte, wie Kanallänge, Vorrichtungsstrukturen, Verfahrensbedingungen usw. sowohl für den Antriebstransistor als auch den Kompensationstransistor wird eine vollständigere Kompensation möglicht.
  • Eine Transistorschaltung gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung in der Transistorschaltung gemäß einem der ersten bis fünften, obengenannten Aspekte ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung des Weiteren einen Schalttransistor mit einem vierten Gate, einer vierten Source und einem vierten Drain enthält, und wobei der Transistor so angeschlossen ist, dass die Eingangssignale zu dem Kompensationstransistor durch die vierte Source und den vierten Drain zugeleitet werden, wenn Umschaltzeitsteuerungssignale zu dem vierten Gate geleitet werden.
  • Wenn bei der obengenannten Transistorschaltung des sechsten Aspekts Umschaltzeitsteuerungssignale zu dem vierten Gate des Schalttransistors geleitet werden, werden Eingangssignale durch die vierte Source und den vierten Drain des Schalttransistors zu dem Kompensationstransistor geleitet. Infolgedessen können Eingangssignale zu dem Antriebstransistor durch Zeitsteuerung der Zuleitung von Umschaltzeitsteuerungssignalen zugeleitet werden.
  • Eine Transistorschaltung gemäß einem siebenten Aspekt der Erfindung in der Transistorschaltung gemäß einem der ersten bis sechsten, obengenannten Aspekte ist dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren einen Speicherkondensator enthält, der an das erste Gate angeschlossen ist.
  • Wenn bei der Transistorschaltung des siebenten Aspekts Eingangssignale zu dem ersten Gate geleitet werden, wird die Spannung von dem Speicherkondensator gehalten, der an das erste Gate angeschlossen ist. Selbst wenn daher Eingangssignale nur für eine feststehende Periode zugeleitet werden, kann die Spannung an dem ersten Gate über eine längere Periode als die feststehende Periode gehalten werden.
  • Auch wenn ein Leckstrom in dem Schalttransistor durch den Kompensationstransistor eintritt, wird es möglich, die Schwankung des elektrischen Potenzials zu verringern, das an das erste Gate angelegt wird.
  • Eine Transistorschaltung gemäß einem achten Aspekt der Erfindung in der Transistorschaltung gemäß einem der ersten bis siebenten, obengenannten Aspekte ist dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor aus Dünnfilmtransistoren besteht, die auf jeweils demselben Substrat gebildet sind.
  • Bei der Transistorschaltung des achten Aspekts kann die Wirkung von Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungseigenschaften des Antriebs-Dünnfilmtransistors, der auf demselben Substrat gebildet ist, auf den Antriebsstrom durch den Kompensations-Dünnfilmtransistor kompensiert werden. Insbesondere da beide Dünnfilmtransistoren auf demselben Substrat in demselben Dünnfilmbildungsprozess gebildet werden, werden die Eigenschaften zwischen beiden Transistoren gleich, so dass es möglich wird, eine Vielzahl von Transistorschaltungen mit geringer Varianz von Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungseigenschaften auf demselben Substrat zu bilden.
  • Eine Transistorschaltung gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung in der Transistorschaltung gemäß einem der ersten bis siebenten, obengenannten Aspekte ist dadurch gekennzeichnet, dass die Transistoren aus bipolaren Transistoren gebildet sind, wobei das Gate, die Source und der Drain einer Basis, einem Emitter beziehungsweise einem Kollektor entsprechen.
  • Bei der Transistorschaltung des neunten Aspekts kann die Wirkung von Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungseigenschaften des bipolaren Antriebstransistors auf den Antriebsstrom durch den bipolaren Kompensationstransistor kompensiert werden. Insbesondere da beide bipolaren Transistoren in demselben Herstellungsverfahren gebildet werden, erhöht sich im Allgemeinen das Ausmaß gleicher Eigenschaften zwischen beiden Transistoren, so dass es möglich wird, eine Vielzahl von Transistorschaltungen mit geringer Varianz in Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungseigenschaften bereitzustellen.
  • Eine Transistorschaltung gemäß einem zehnten Aspekt der Erfindung in der Transistorschaltung gemäß einem der ersten bis neunten, obengenannten Aspekte ist dadurch gekennzeich net, dass die Eingangssignale Spannungssignale sind, wobei die Spannung durch eine Eingangssignalquelle gesteuert wird, und dass der Antriebstransistor, bei dem entweder die erste Source oder der erste Drain an ein stromgesteuertes Element angeschlossen ist, durch Steuern der Konduktanz den elektrischen Strom steuert, der zu dem stromgesteuerten Element fließt.
  • Wenn bei der Transistorschaltung des zehnten Aspekts der Erfindung die Spannungssignale, bei welchen die Spannung durch eine Eingangssignalquelle gesteuert wird, durch den Kompensationstransistor als Eingangssignale zugeleitet werden, wird die Konduktanz zwischen der ersten Source und dem ersten Drain abhängig von der Änderung in der Spannung dieser Spannungssignale im Antriebstransistor gesteuert. Dadurch wird das stromgesteuerte Element, das entweder an die erste Source oder den ersten Drain angeschlossen ist, stromgesteuert. Somit wird es möglich, das stromgesteuerte Element durch die Eingangssignale mit relativ geringer Spannung mit Strom zu betreiben. Ferner wird es möglich, eine Vielzahl von strombetriebenen Elementen mit hoher Präzision als Reaktion auf Spannungssignale mit Strom zu steuern, ohne von der Varianz in Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungseigenschaften zwischen einer Vielzahl von Antriebstransistoren abhängig zu sein.
  • Gemäß dieser Erfindung wird ein Anzeigepaneel bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es jeweils die obengenannten zehn Transistorschaltungen dieser Erfindung enthält, und eine Vielzahl von Bildelementen in einem Matrixzustand angeordnet hat, und dass stromgesteuerte Leuchtelemente jeweils bei der Vielzahl von Bildelementen als stromgesteuerte Elemente bereitgestellt sind.
  • Bei diesem Anzeigepaneel sind, wenn Eingangssignale durch den Kompensationstransistor bei jedem Bildelement bereitge stellt werden, die stromgesteuerten Leuchtelemente als Reaktion auf die Spannung dieser Eingangssignale durch den Antriebstransistor stromgesteuert, so dass die Helligkeit der stromgesteuerten Leuchtelemente mit guter Präzision gesteuert werden kann, ohne von der Varianz in Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungseigenschaften unter den Antriebstransistoren abhängig zu sein, und dass die Ungleichförmigkeit der Helligkeit über dem gesamten Schirm der Anzeigefläche des Anzeigepaneels verringert werden kann. Insbesondere können durch Erhöhen der Gate-Spannung des Antriebstransistors mit dem Kompensationstransistor die stromgesteuerten Leuchtelemente durch die Eingangssignale mit einer relativ geringen Spannung gesteuert werden.
  • Gemäß dieser Erfindung wird ein elektronisches Gerät mit dem obengenannten Anzeigepaneel bereitgestellt.
  • Mit Hilfe eines solchen elektronischen Gerätes, kann, da es das zuvor beschriebene Anzeigepaneel aufweist, ein elektronisches Gerät erhalten werden, das eine sehr geringe Ungleichförmigkeit in der Helligkeit über die gesamte Oberfläche des Anzeigepaneels aufweist, und bei einer relativ geringen Spannung angetrieben werden kann.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Schaltungsdiagramm in einer Ausführungsform einer Transistorschaltung der Erfindung.
  • 2(A) ist ein Zeitablaufdiagramm verschiedener Signale in einer Transistorschaltung unter Verwendung von p-Kanal-Transistoren, und 2(B) ist ein Zeitablaufdiagramm verschiedener Signale in einer modifizierten Ausführungsform der Transistorschaltung unter Verwendung von n-Kanal-Transistoren.
  • 3(A) ist ein Kennliniendiagramm, das die Schwellenspannungseigenschaften in einem Vergleichsbeispiel mit einem Antriebs-TFT zeigt, und 3(B) ist ein Kennliniendiagramm, das die Schwellenspannungseigenschaften in der Ausführungsform mit einem Kompensations-TFT und einem Antriebs-TFT zeigt.
  • 4 ist ein Kennliniendiagramm, das verschiedene Fälle der Schwankung im Antriebsstrom Id abhängig von der Varianz ΔVth der Schwellenspannungen zeigt.
  • 5(A) ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Spannungsherabsetzungsvorgänge durch einen Kompensations-TFT zeigt, wenn das Rückstellsignal Vrsig bei 5 V in der Ausführungsform eingestellt ist, und 5(B) ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Spannungsherabsetzungsvorgänge durch einen Kompensations-TFT zeigt, wenn das Rückstellsignal Vrsig bei 0 V eingestellt ist.
  • 6 ist ein Schaltungsdiagramm in einer anderen Ausführungsform der Transistorschaltung der Erfindung.
  • 7 ist eine planare Ansicht, die eine Gesamtstruktur in einer Ausführungsform eines Anzeigepaneels der Erfindung zeigt.
  • 8 ist eine planare Ansicht eines Bildelements des Anzeigepaneels von 7.
  • 9(A) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' von 8; 9(B) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B'; und 9(C) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C'.
  • 10 ist ein Schaltungsdiagramm für vier benachbarte Bildelemente in dem Anzeigepaneel von 7.
  • 11 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Struktur in einer Ausführungsform eines elektronischen Geräts dieser Erfindung zeigt.
  • 12 ist eine Vorderansicht eines Personal-Computers als ein Beispiel für ein elektronisches Gerät.
  • 13 ist ein perspektivisches Diagramm, das eine Flüssigkristallvorrichtung unter Verwendung eines TCP als weiteres Beispiel für ein elektronisches Gerät zeigt.
  • Beste Ausführungsform der Erfindung
  • Der Betrieb dieser Erfindung und andere Vorteile werden durch die in der Folge erklärten Ausführungsformen offensichtlich. Die Ausführungsformen dieser Erfindung werden in der Folge unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt.
  • (Transistorschaltung)
  • Zunächst wird die Ausführungsform einer Transistorschaltung dieser Erfindung unter Bezugnahme auf 1 und 2 erklärt. 1 ist ein Schaltungsdiagramm einer Transistorschaltung in der Ausführungsform und 2(A) und 2(B) sind Zeitablaufdiagramme, die die Zeitsteuerung beziehungsweise Spannung verschiedenen Signale in der Transistorschaltung zeigen.
  • In 1 umfasst eine Transistorschaltung 100 einen Antriebs-TFT 110 (P-Kanaltyp), einen Kompensations-TFT 120 (P-Kanaltyp), einen Rückstell-TFT 130 (N-Kanaltyp) und einen Schalt-TFT 140 (N-Kanaltyp). Die Struktur jedes Transistors wird in der Folge der Reihe nach erklärt.
  • Zunächst ist der Antriebs-TFT 110, als ein Beispiel für Antriebstransistoren, so konstruiert, dass er eine Konduktanz zwischen einer Source 112 und einem Drain 113 abhängig von einer Gate-Spannung Vg steuert, die an ein Gate 111 auf der Basis von Eingangssignalen angelegt wird, die durch den Schalt-TFT 140 und den Kompensations-TFT 120 zugeleitet werden.
  • Der Kompensations-TFT 120 als ein Beispiel für Kompensationstransistoren, hat sein Gate 121 entweder an eine Source 122 oder einen Drain 123 angeschlossen (im Falle von 1 an den Drain 123). Mit anderen Worten, der Kompensations-TFT 120 ist so zu sagen als Diode geschaltet. Ferner ist der Kompensationstransistor 120 an das Gate 111 in einer derartigen Ausrichtung angeschlossen, dass Eingangssignale zu dem Gate 111 durch die Source 122 und den Drain 123 zugeleitet werden, und dass das Gate 111 eine elektrische Ladung in eine Richtung zur Senkung der Konduktanz bewegen kann (die Seite des Drains 123 in 1).
  • Der Rückstell-TFT 130, ein Beispiel für ein Rückstellmittel, hat entweder eine Source 132 oder einen Drain 133 (Drain 133 in 1) an das Gate 111 angeschlossen, und Rückstellsignale bei einer Spannung Vrsig (die in der Folge als Rückstellsignale Vrsig bezeichnet werden) werden dem Gate 111 durch die Source 132 und den Drain 133 zugeleitet, wenn Rückstellabtastsignale bei einer Spannung Vrscan (die in der Folge als Rückstellabtastsignale Vrscan bezeichnet werden) dem Gate 131 als ein Beispiel für Rückstellzeitsteuerungssignale vor der Zuleitung von Eingangssignalen Vsig zugeleitet werden.
  • Ebenso ist der Schalt-TFT 140, als ein Beispiel für Schalttransistoren, zwischen einer Eingangssignalquelle und dem Kompensations-TFT 120 angeschlossen, so dass Eingangssignale bei einer Spannung Vsig (die in der Folge als Eingangssignale Vsig bezeichnet werden) durch eine Source 142 und einen Drain 143 zu dem Kompensations-TFT 120 geleitet werden, wenn Abtastsignale bei einer Spannung Vscan (die in der Folge als Abtastsignale Vscan bezeichnet werden) dem Gate 141 als Beispiel für Umschaltzeitsteuersignale zugeleitet werden.
  • Ferner ist ein Anschluss eines stromgesteuerten (strombetriebenen) Elements 500, wie eines EL-Elements, an die Source 112 des Antriebstransistors 110 angeschlossen; und eine negative Stromquelle –Vc mit einem vorbestimmten elektrischen Potenzial ist an den anderen Anschluss dieses stromgesteuerten Elements 500 angeschlossen. Zusätzlich ist eine positive Stromquelle +Vc mit einem vorbestimmten elektrischen Potenzial an den Drain 113 des Antriebstransistors 110 angeschlossen. Wenn daher die Konduktanz zwischen der Source 112 und dem Drain 113 bei dem Antriebstransistor 110 gesteuert wird, wird der Antriebsstrom Id gesteuert, der durch das stromgesteuerte Element 500 fließt (mit anderen Worten, der Antriebsstrom Id ändert seine Reaktion auf Konduktanzschwankungen).
  • Ferner ist ein Speicherkondensator 160 an das Gate 111 des Antriebstransistors 110 angeschlossen. Dadurch wird die einmal angelegte Spannung Vg von dem Speicherkondensator 160 gehalten.
  • Anschließend wird der Betrieb der Transistorschaltung 100, die wie zuvor beschrieben konstruiert ist, unter Bezugnahme auf 1 in Verbindung mit 2 und 3 erklärt.
  • Wie in 2(A) dargestellt ist (die Figur zeigt, dass ein TFT vom P-Kanaltyp sowohl beim Antriebs-TFT 110 als auch beim Kompensations-TFT 120 angewendet wird), ist der Rückstell-TFT 130 in Konduktanz, wenn Rückstellabtastsignale Vrscan dem Rückstell-TFT 130 eingegeben werden; und dann werden Rückstellsignale Vrsig zu dem Gate 111 des Antriebs-TFT 110 geleitet, so dass die Gate-Spannung annähernd gleich der Spannung Vrsig dieser Rückstellsignale Vrsig wird. Dadurch kann die Gate-Spannung Vg des Antriebs-TFT 110, ohne von dem Spannungspegel der Eingangssignals Vsig abhängig zu sein, bei einer feststehenden Spannung (mit anderen Worten, der Spannung Vrsig) durch die Zeitsteuerung der Zuleitung von Rückstellabtastsignalen Vrsig zurückgestellt werden.
  • Wenn Abtastsignale Vscan dem Schalt-TFT 140 nach dieser Rückstellperiode zugeleitet werden, ist dann der Schalt-TFT 140 in Konduktanz und die Antriebssignale Vsig werden dem Gate 111 des Antriebs-TFT 110 durch den Kompensations-TFT 120 zugeleitet. In dieser Ausführungsform ist das Gate 121 an den Drain 123, insbesondere in dem Kompensations-TFT 120 hierin, angeschlossen (mit anderen Worten als Diode geschaltet), so dass die Gate-Spannung Vg in dem Antriebs-TFT 110 – dem TFT vom P-Kanaltyp, der durch das Anlegen einer negativen Spannung an das Gate 111 in Konduktanz ist – nur um einen Pegel der Schwellenspannung Vth2 des Kompensations-TFT 120 geringer wird als die Spannung Vsig der Datensignale Vsig zu der negativen Spannungsseite. Dann wird die Gate-Spannung Vg, die wie zuvor erwähnt gesenkt wurde, in einer Antriebsperiode von dem Speicherkondensator 160 gehalten, selbst nachdem die Zuleitung der Abtastsignale Vscan und der Eingangssignale Vsig gestoppt wurde.
  • Zusätzlich ist die Periode, in der die Gate-Spannung Vg die Spannung Vrsig der Rückstellsignale Vrsig wird, für die Rückstellperiode ausreichend. Somit kann die Antriebsperiode viel länger als die Rückstellperiode eingestellt werden, so dass, selbst wenn der Antriebs-TFT 110 durch die Rückstellsignale Vrsig in der Rückstellperiode in Konduktanz ist, die Wirkung auf den Antriebsstrom Id, der durch die Source 112 und den Drain 113 des Antriebs-TFT 110 in dieser Periode fließt, auf ein vernachlässigbares Maß minimiert werden kann.
  • Wie zuvor beschrieben, kann gemäß dieser Ausführungsform die Gate-Spannung Vg relativ zu den Eingangssignalen Vsig nur um einen Pegel der Schwellenspannung Vth2 des Kompensa tions-TFT 120 steigen, so dass es möglich wird, dieselbe Konduktanzsteuerung in dem Antriebs-TFT 110 unter Verwendung einer geringeren Eingangssignalspannung Vsig im Vergleich zu dem Fall ohne Kompensations-TFT 120 auszuführen.
  • Ebenso ist 2(B) ein Zeitablaufdiagramm, wo ein TFT vom N-Kanaltyp sowohl bei dem Antriebs-TFT 110 als auch dem Kompensations-TFT 120 angewendet wird. In diesem Fall ist die Gate-Spannung Vg bei dem Antriebs-TFT 110 – dem TFT vom N-Kanaltyp, der durch Anlegen der positiven Spannung an das Gate 111 in Konduktanz ist – nach der Einstellung bei der Spannung Vrsig von Rückstellsignalen Vrsig während des Rückstellens, nur um einen Pegel der Schwellenspannung Vth2 des Kompensations-TFT 120 höher als die Spannung Vsig von Eingangssignalen Vsig zu der positiven Spannungsseite.
  • Wenn Eingangssignale Vsig direkt in den Antriebs-TFT 110 eingegeben werden, ohne durch den Kompensations-TFT 120 zu gehen – mit anderen Worten, wenn die Spannung Vsig von Eingangssignalen Vsig dieselbe wie die Gate-Spannung Vg ist, steigt der Antriebsstrom Id von einer Schwellenspannung Vth1 des Antriebs-TFT 110, wie in 3(A) dargestellt ist (in diesem Fall ist der Antriebs-TFT 110 ein N-Kanal). Wenn zum Beispiel der Konstruktionsstandardwert dieser Schwellenspannung Vth1 2 V ist, ist eine Varianz in den Schwellenspannungen etwa ± mehrere V. Dann erscheint eine Varianz in der Schwellenspannung Vth1 in dem Antriebs-TFT 110 direkt als Varianz in dem Antriebsstrom Id.
  • Da im Gegenteil in dieser Ausführungsform Eingangssignale Vsig in den Antriebs-TFT 110 durch den Kompensations-TFT 120 eingegeben werden – mit anderen Worten, wenn die Spannung Vsig von Eingangssignalen Vsig nur um den Pegel der Schwellenspannung Vth2 des Kompensations-TFT 120 erhöht wird, so dass sie die Gate-Spannung Vg ist –, werden die Schwellenspannung Vth2 des Kompensations-TFT 120 und die Schwellenspannung Vth1 des Antriebs-TFT 110 versetzt, wie in 3(B) dargestellt ist (in diesem Fall sind sowohl der Antriebs-TFT 110 als auch der Kompensations-TFT 120 N-Kanäle), du die Schwellenspannung Vth von Eingangssignalen Vsig zu der gesamten Transistorschaltung 100 wird dann annähernd Null. Insbesondere, wenn beide Schwellenspannungen Vth1 und Vth2 annähernd gleich sind, wird ferner diese Schwellenspannung Vth annähernd Null. Somit kann ein Ausgleich der Schwellenspannung Vth1 auf Vth2 relativ leicht ausgeführt werden, indem der TFT vom selben leitfähigen Typ für den Antriebs-TFT 110 und den Kompensations-TFT 120 in benachbarter Position auf demselben Halbleitersubstrat verwendet wird.
  • Bei der obengenannten Konstruktion werden in beiden TFTs die Dicke von dünnen Gate-Isolierfilmen, Halbleiterfilmen usw., die planaren Formen jeder Komponente, wie eine Kanallänge, die Störstellenkonzentration in Bereichen zur Bildung von Kanälen, Source-Bereichen und Drain-Bereichen, die Temperatur während des Betriebs und dergleichen, auf einfache Weise dieselben, so dass die Schwellenspannung Vth1 und Vth2 beider TFTs vollständig oder annähernd vollständig ausgeglichen werden kann. Zusätzlich ist es besser, die Kanallängen gleich zu machen, wenn die Schwellenspannungseigenschaften gleich gemacht werden, aber die Kanalbreiten müssen nicht dieselben sein.
  • Somit ist es gemäß dieser Ausführungsform durch ähnliches (im Idealfall gleiches) Einstellen der Schwellenspannungseigenschaften und Spannungs-/Stromeigenschaften des Antriebs-TFT 110 und des Kompensations-TFT 120 möglich, die Schwellenspannung Vth von Eingangssignalen Vsig zu dem Antriebsstrom Id bei annähernd Null (im Idealfall gleich Null) einzustellen.
  • Ferner, wie aus 3(A) und 3(B) erkennbar ist, ist in der Herstellung einer Vielzahl von Transistorschaltungen 100, selbst wenn die Schwellenspannung Vth1 bei jedem Antriebs-TFT 110 sich von einer anderen unterscheidet, die Schwellenspannung Vth jeder Transistorschaltung 100 durch den Betrieb jedes Kompensations-TFT 120 annähernd Null, ohne von dem Pegel der Schwellenspannung Vth1 abhängig zu sein. Mit anderen Worten, es kann eine Vielzahl von Transistorschaltungen 100 mit einer konstanten Schwellenspannung Vth hergestellt werden. Dies ist besonders für ein Anzeigepaneel und dergleichen nützlich, wo eine Varianz in der Schwellenspannung Vth unter einer Vielzahl von Transistorschaltungen 100 ein Problem ist, wie in der Folge beschrieben wird. Ebenso ist es viel leichter, die Schwellenspannung Vth1 des Antriebs-TFT 110 und die Schwellenspannung Vth2 des Kompensations-TFT 120 auszugleichen, die ein wechselseitig benachbartes Paar bei jeder Transistorschaltung 100 sind, als die Schwellenspannung Vth1 von zwei Antriebs-TFTs 110 auszugleichen, die separat mit einem dazwischen liegenden Spalt angeordnet sind, so dass behauptet werden kann, dass die Struktur zum Kompensieren der Schwellenspannung Vth1 in jeder Transistorschaltung 100 durch den Kompensations-TFT 120 extrem effektiv ist, so dass eine Varianz in der Schwellenspannung Vth unter einer Vielzahl von Transistorschaltung 100 verringert wird.
  • Wie zuvor beschrieben, selbst wenn eine Vielzahl von Antriebs-TFTs 110 mit einer anderen Schwellenspannung Vth1 als eine Schwellenspannung (zum Beispiel 2,5 V) als Konstruktionsstandardpegel in der Herstellung einer Vielzahl von Transistorschaltungen 100 verwendet wird, wird es gemäß dieser Ausführungsform möglich, eine Vielzahl von Schaltungen 100 mit geringer oder ohne Varianz in der Schwellenspannung Vth bereitzustellen. Daher werden die Anforderungen für TFTs in Bezug auf Spannungs-/Stromeigenschaften leicht gemacht und es wird möglich, Ausbeuten zu verbessern und Herstellungskosten zu senken.
  • Zusätzlich, wie aus 3(A) und 3(B) erkennbar ist, werden durch Ausgleich der Schwellenspannung Vth1 und Vth2 der erste Effekt, dass die Konduktanzsteuerung bei jedem Antriebs-TFT 110 unter Verwendung der höheren Gate-Spannung Vg als die Spannung Vsig von Eingangssignalen Vsig ausgeführt werden kann, und der zweite Effekt einer Varianz in der Schwellenspannung Vth unter einer Vielzahl von Transistorschaltungen 100 eindeutig erreicht; selbst ohne vollständigen Ausgleich der Schwellenspannung Vth1 des Antriebs-TFT 110 und der Schwellenspannung Vth2 des Kompensations-TFT 120 in jeder Transistorschaltung 100 versetzen jedoch beide Schwellenspannungen für gewöhnlich einander, so dass dieser erste und zweite Effekt bis zu einem gewissen Grad aufgrund der Ähnlichkeit beider Schwellenspannungen erreicht werden.
  • In dieser Ausführungsform ist die Konstruktion insbesondere so, dass Rückstellsignale Vrsig – mit einer Spannung, die von einer höheren Konduktanz als der maximalen Konduktanz abhängig ist, die abhängig von Eingangssignalen Vsig gesteuert wird – zu dem Gate 111 geleitet werden. Daher wird es möglich, Eingangssignale Vsig zu dem Gate 111 durch den Kompensations-TFT 120 zu leiten, der an das Gate 111 in einer Ausrichtung angeschlossen ist, die ermöglicht, dass eine elektrische Ladung in eine Richtung zur Senkung dieser Konduktanz nach dem Rückstellen bewegt wird, ohne von dem Pegel der Spannung Vsig von Eingangssignalen Vsig abhängig zu sein. Auch werden in dieser Ausführungsform Rückstellsignale Vrsig bei einer um den Pegel der Schwellenspannung Vth2 des Kompensations-TFT 120 höheren Spannung als der maximalen Spannung von Eingangssignalen Vsig eingestellt. Wenn daher Eingangssignale Vsig nach dem Rückstellen eingegeben werden, kann eine Spannung, die nur um den Pegel der Schwellenspannung Vth2 des Kompensations-TFT 120 höher ist als die Spannung Vsig von Eingangssignalen Vsig, immer zu dem Gate 111 geleitet werden, ohne vom Pegel der Spannung Vsig von Eingangssignalen Vsig und der Schwellenspannung Vth2 des Kompensations-TFT 120 abhängig zu sein.
  • Wenn die Umkehr von Eingangssignalen Vsig ausgeführt wird, wie dies häufig in herkömmlichen Flüssigkristallanzeigeelementen der Fall ist, ist es ferner wünschenswert, dass die obengenannten Verhältnisse des Rückstellsignals Vsig in allen Eingangssignalen Vsig erreicht werden, einschließlich inverser Eingangssignale.
  • Die Wirkungen dieser Rückstellsignale Vrsig durch die Spannungseinstellung werden unter Bezugnahme auf 4 und 5 untersucht. Hier zeigt 4 die Schwankung des Antriebsstroms relativ zu einer Varianz ΔVth der Schwellenspannung von einem Konstruktionsstandardpegel, der zum Beispiel –2,5 V (1) ist, wenn Eingangssignale Vsig direkt zu dem Antriebs-TFT 110 ohne Kompensations-TFT 120 geleitet werden (Kennlinienkurve C1), (2) wenn Eingangssignals Vsig zu dem Antriebs-TFT 110 durch den Kompensations-TFT 120 bei 5 V des Rückstellsignals Vsig geleitet werden (Kennlinienkurve C2), und (3) wenn Eingangssignale Vsig zu dem Antriebs-TFT 110 durch den Kompensations-TFT 120 bei 0 V des Rückstellsignals Vsig geleitet werden (Kennlinienkurve C3). Ebenso zeigt 5(a) den Schwankungsbereich der Gate-Spannung Vg, entsprechend der Kennlinienkurve C2, und 5(B) zeigt den Schwankungsbereich der Gate-Spannung Vg, entsprechend der Kennlinienkurve C3. Zusätzlich ist hier Vsig 7,5 V, +Vc ist 10 V und –Vc ist 5 V.
  • In 4 erscheint, wie mit der Kennlinienkurve C1 dargestellt, die Varianz ΔVth der Schwellenspannung eindeutig direkt als Varianz des Antriebsstroms Id, wenn kein Kompensations-TFT 120 vorhanden ist.
  • Wie mit der Kennlinienkurve C2 dargestellt, ist die Varianz ΔVth der Schwellenspannung signifikant auf der Plusseite kompensiert, wenn der Kompensations-TFT bei 5 V des Rückstellsignals Vrsig verwendet wird, erscheint aber als Varianz des Antriebsstroms an der Minusseite. Der Grund ist, dass, wie in 5(A) dargestellt ist, die Gate- Spannung Vg an der Minusseite nicht um den Pegel der Schwellenspannung Vth2 zu der negativen Spannungsseite kleiner als Eingangssignale Vsig gemacht werden kann (kompensiert werden kann), wenn Eingangssignale Vsig nach dem Rückstellen eingegeben werden. Der Grund dafür ist, dass der Kompensations-TFT 120, der als Diode dient, die Gate-Spannung Vg von Rückstellsignalen Vrsig näher zu Eingangssignalen Vsig bringen kann, nicht aber das Gegenteil.
  • Wie mit der Kennlinienkurve C3 dargestellt, erscheint die Varianz ΔVth der Schwellenspannung kaum als Varianz im Antriebsstrom Id, wenn der Kompensations-TFT mit 0 V Rückstellsignal Vrsig verwendet wird. Der Grund ist, dass, wie in 5(B) dargestellt ist, die Gate-Spannung Vg nur um den Pegel der Schwellenspannung Vth zu der negativen Spannungsseite kleiner als Eingangssignale Vsig gemacht werden kann (kompensiert werden kann), wenn Eingangssignale Vsig nach dem Rückstellen eingegeben werden. Wenn ferner Vsig = 7,5 V, die hier angelegt werden, als minimales elektrisches Potenzial von Eingangssignalen Vsig angesehen wird, wird die obengenannte Überprüfung ausgeführt, um sicherzustellen, dass alle Vsig kompensiert werden können.
  • Wie zuvor beschrieben, kann in dieser Ausführungsform, ohne von dem Pegel der Eingangsspannung Vsig und der Schwellenspannung Vth2 des Kompensations-TFT 120 abhängig zu sein, eine Spannung Vg, die nur um den Pegel der Schwellenspannung Vth2 des Kompensations-TFT 120 geringer als die Spannung der Eingangssignale Vsig ist, an das Gate 111 des Antriebs-TFT 110 angelegt werden.
  • Zusätzlich wird in 2(A) und 2(B) die Gate-Spannung Vg von der Speicherkondensatorkapazität 160 während der Antriebsperiode gehalten. Daher kann auch durch den Speicherkondensator 160 eine Varianz in den Halteeigenschaften einer Gate-Spannung unter einer Vielzahl von Transistorschaltungen 100 verringert (kompensiert) werden.
  • Wie unter Bezugnahme auf 1 bis 5 erklärt, kann gemäß der Transistorschaltung 100 dieser Ausführungsform das stromgesteuerte Element 500, wie ein EL-Element, durch Eingangssignale Vsig bei einer relativ geringen Spannung angetrieben werden; und ferner kann eine Vielzahl von stromgesteuerten Elementen 500 mit guter Präzision in Übereinstimmung mit der Spannung von Eingangssignalen Vsig angetrieben werden, ohne von einer Varianz in Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungseigenschaften unter einer Vielzahl von Antriebs-TFTs 110 abhängig zu sein.
  • Ferner ist das Beispiel, das in 1 dargestellt ist, mit der Mischung aus einem TFT vom P-Kanaltyp und einem TFT vom N-Kanaltyp konstruiert; es kann jedoch jeder TFT ein TFT vom N-Kanaltyp sein oder alle TFTs können TFTs vom P-Kanaltyp sein. Unter der Voraussetzung jedoch, dass die Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungseigenschaften des Antriebs-TFT 110 durch den Kompensations-TFT 120 kompensiert werden, ist es jedoch vorteilhaft, diesen Antriebs-TFT 110 und Kompensations-TFT 120 durch denselben Prozess als TFT vom gleichen Typ herzustellen. Insbesondere, wenn beide TFTs in demselben Filmbildungsprozess gebildet werden, steigt das Ausmaß der gleichen Eigenschaften zwischen beiden TFTs im Allgemeinen, so dass es möglich wird, die Transistorschaltung 100 mit geringer oder ohne Varianz in Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungseigenschaften auf demselben Substrat bereitzustellen. Andererseits können der Rückstell-TFT 130 und der Schalt-TFT 140 entweder vom P-Kanaltyp oder N-Kanaltyp sein, ohne davon abhängig zu sein, ob der Antriebs-TFT 110 vom P-Kanaltyp oder N-Kanaltyp ist. Es ist jedoch häufig in der Herstellung vorteilhaft, wenn alle TFTs vom selben Typ sind.
  • Ebenso kann jede Art von TFTs 110 bis 140 in dieser Ausführungsform jede Art von Feldeffekttransistor (FET) sein, wie ein Verbindungstyp, Parallel/Seriell-Verbindungstyp usw.
  • Wie in 6 dargestellt, kann ferner die obengenannte Transistorschaltung aus bipolaren Transistoren bestehen. In diesem Fall ist ein Antriebstransistor 110', bei dem das obengenannte Gate, die Source und der Drain einer Basis, einem Emitter beziehungsweise einem Kollektor entsprechen, aus einem bipolaren Transistor konstruiert, und gleichzeitig ist ein Kompensationstransistor 120' aus einem bipolaren Transistor konstruiert, wodurch eine Transistorschaltung 100' bereitgestellt wird. Im Allgemeinen ist im Falle von bipolaren Transistoren die Varianz der Schwellenspannung mit z.B. 0,7 V als Mittelpunkt geringer als jene von TFTs; selbst bei der obengenannten Konstruktion jedoch, kann die Wirkung der Varianz in Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungseigenschaften im Antriebstransistor 110' auf den Antriebsstrom Id durch den Kompensationstransistor 120' kompensiert werden. Ferner kann ein Antrieb durch den Antriebstransistor 110' bei einer relativ geringen Spannung ausgeführt werden. Insbesondere, wenn der Antriebstransistor 110' und der Kompensationstransistor 120' in demselben Herstellungsverfahren hergestellt werden, nimmt das Maß von gleichen Eigenschaften zwischen beiden Transistoren im Allgemeinen zu, so dass es möglich wird, eine Vielzahl von Transistorschaltungen 100' mit geringer oder verminderter Varianz in Spannungs-/Stromeigenschaften und Schwellenspannungseigenschaften bereitzustellen.
  • Als stromgesteuertes Element 500 in der obengenannten Ausführungsform sind verschiedene Elemente, einschließlich stromgesteuerter Leuchtelemente, wie ein organisches EL-Element und ein anorganisches EL-Element, ein stromgesteuertes Wärmeübertragungselement, usw. enthalten.
  • (Anzeigepaneel)
  • Die Ausführungsformen eines Anzeigepaneels dieser Erfindung werden unter Bezugnahme auf 7 bis 10 erklärt. 7 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Struktur eines Anzeigepaneels zeigt; 8 ist eine Draufsicht auf ein Bildelement in dem Anzeigepaneel; 9(A), 9(B) und 9(C) sind eine Querschnittsansicht entlang Linie A-A', eine Querschnittsansicht entlang Linie B-B' beziehungsweise eine Querschnittsansicht entlang Linie C-C' davon; und 10 ist ein Schaltungsdiagramm von vier benachbarten Bildelementen.
  • Das Anzeigepaneel in dieser Ausführungsform enthält jeweils die obengenannten Transistorschaltungen dieser Erfindung und eine Vielzahl von Bildelementen, die in einer Matrixform angeordnet sind; und bei der Vielzahl von Bildelementen sind jeweils EL-Elemente 50 als Beispiel für stromgesteuerte Leuchtelemente angeordnet.
  • Wie in 7 dargestellt ist, hat ein Anzeigepaneel 200 ein TFT-Matrixsubstrat 1, eine Vielzahl von Datenleitungen 11, die sich in die Y-Richtung erstrecken und in die X-Richtung in einer Bildanzeigefläche angeordnet sind, wobei eine Vielzahl von Bildelementen 2 in einer Matrixzustand auf dem TFT-Matrixsubstrat angeordnet ist, eine Vielzahl von Abtastleitungen 12, die sich jeweils in die X-Richtung erstrecken und in der Y-Richtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von gemeinsamen elektrischen Drähten 13, die parallel zu der Vielzahl von Datenleitungen 11 angeordnet sind. Das Anzeigepaneel 1 hat des Weiteren eine Datenleitungstreiberschaltung 21 um den Bildanzeigebereich zum Zuleiten von Datensignalen zu jeder Datenleitung 11, ein Paar von Abtastleitungstreiberschaltungen 22 zum Zuleiten von Abtastsignalen zu jeder Abtastleitung 12, und eine Prüfschaltung 23 zum Überprüfen eines Kontinuitätsfehlers, Isolierfehlers, Defekts an Elementen usw. in jedem Bildele ment 2. Zusätzlich wird in dieser Ausführungsform jede Treiberschaltung auf dem TFT-Matrixsubstrat 1 gemeinsam mit einem Bildelement 2 in demselben Verfahren gebildet, kann aber eine Schaltung sein, die nicht auf dem TFT-Matrixsubstrat 1 gebildet ist, oder kann in einem anderen Prozess als das Bildelement 2 gebildet werden.
  • Wie in 8 dargestellt ist, sind bei jedem Bildelement 2 der Antriebs-TFT 110, der Kompensations-TFT 120, der Rückstell-TFT 130, der Schalt-TFT 140 und der Speicherkondensator 160 angeordnet, die zuvor unter Bezugnahme auf 1 bis 6 erklärt wurden. Ferner wird eine Abtastleitung 12b in einer vorangehenden Stufe eine Verdrahtung für die Rückstellabtastsignale Vrscan in 1; eine Abtastleitung 12a in dieser Stufe wird eine Verdrahtung für Abtastsignale Vscan und für Rückstellsignale Vrsig in 1; und eine Datenleitung 11a in dieser Stufe wird eine Verdrahtung für Eingangssignale Vsig (Datensignale) in 1. Ferner ist die gemeinsame Verdrahtung 13 an eine positive Stromquelle +V angeschlossen; ein EL-Element 50 ist zwischen dem Antriebs-TFT 110 und einer später erwähnten Gegenelektrode angeschlossen; und die Gegenelektrode ist an eine negative Stromversorgung –V angeschlossen.
  • Wie in 9(A) dargestellt ist, bestehen der Schalt-TFT 140, der Kompensations-TFT 120 und der Speicherkondensator 160 entlang einem A-A'-Querschnitt in 8 aus einem Halbleiterfilm (Polysiliziumfilm) 4 auf dem TFT-Matrixsubstrat 1, einem Gate-Isolierfilm 5, der aus einem Siliziumoxidfilm oder einem Siliziumnitridfilm besteht, einem Ta-(Tantal-)Film 6, einem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 7, der aus einem Siliziumoxidfilm oder einem Siliziumnitridfilm besteht, und einem Al-Film 8. Zusätzlich kann anstelle des Ta-Films zur Bildung von Gate-Elektroden ein Polysiliziumfilm geringen Widerstands gebildet werden.
  • Insbesondere ist der Schalt-TFT 140 ein TFT mit obenliegendem Gate mit einem Gate 141 aus einem Polysiliziumfilm 6, und ist als TFT vom N-Kanaltyp mit einer Halbleiterschicht 4 gebildet, die dem Gate 141 durch den Gate-Isolierfilm 5 als Kanalbildungsbereich gegenüberliegt, und eine Source 142 und einen Drain 143 enthält, die bei hoher Konzentration im N-Typ an beiden Seiten der Fläche dotiert sind. Ebenso ist die Source 142 durch Kontaktlöcher, die in dem Gate-Isolierfilm 5 und dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 7 gebildet sind, an eine Datenleitung 11a angeschlossen, die aus einem Al-Film 8 besteht. Ferner ist der Drain 143 an den Kompensations-TFT 120 durch Kontaktlöcher angeschlossen, die in dem Gate-Isolierfilm 5 und dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 7 wie auch dem Al-Film 8 gebildet sind.
  • Der Kompensations-TFT 120 ist ein TFT mit obenliegendem Gate mit einem Gate 121 aus einem Ta-Film 6, und ist als TFT vom P-Kanaltyp mit einem Halbleiterfilm 4 gebildet, der dem Gate 141 durch den Gate-Isolierfilm 5 als Kanalbildungsbereich gegenüberliegt, und der eine Source 142 und einen Drain 123 enthält, die bei hoher Konzentration im p-Typ an beiden Seiten der Fläche dotiert sind. Ebenso ist der TFT an den Schalt-TFT 140, den Speicherkondensator 160 und das Gate 111 des Antriebs-TFT 110 durch Kontaktlöcher angeschlossen, die in dem Gate-Isolierfilm 5 und dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 7 und dem Al-Film 8 gebildet sind.
  • Zusätzlich ist der Speicherkondensator 160 so gebildet, um eine doppelte Kondensatorstruktur aufzuweisen, dass der Halbleiterfilm 4, der Ta-Film 6 und der Al-Film 8 durch den Gate-Isolierfilm 5 und den ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 7 entgegengesetzt angeordnet sind. Ebenso ist der Halbleiterfilm 4, der einen Speicherkondensator bildet, an den Al-Film 8 durch die Kontaktlöcher, die in dem Gate-Isolierfilm 5 und dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 7 gebildet sind, angeschlossen; und der Ta-Film 6, der einen Speicherkondensator bildet, ist an den Al-Film 8 durch die Kontaktlöcher, die in dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 7 gebildet sind, angeschlossen.
  • Wie in 9(B) dargestellt ist, besteht der Rückstell-TFT 130 entlang einem B-B'-Querschnitt in 8, aus einem Halbleiterfilm 4, einem Gate-Isolierfilm 5, einem Ta-Film 6, einem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 7 und einem Al-Film 8 auf einem TFT-Matrixsubstrat 1.
  • Insbesondere ist der Rückstell-TFT 130 ein TFT mit obenliegendem Gate mit einem Gate 131 aus einem Ta-Film 6, und ist als TFT vom N-Kanaltyp mit einer Halbleiterschicht 4 gebildet, die dem Gate 131 durch den Gate-Isolierfilm 5 als Kanalbildungsbereich gegenüberliegt, und eine Source 132 und einen Drain 133 enthält, die bei hoher Konzentration im n-Typ an beiden Seiten der Fläche dotiert sind. Ebenso ist die Source 132 und der Drain 133 jeweils an eine Abtastleitung 12a in dieser Stufe, die aus einem Ta-Film 6 besteht, und das Gate 111 des Antriebs-TFT 110 durch die Kontaktlöcher angeschlossen, die in dem Gate-Isolierfilm 5 und dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 7 und dem Al-Film 8 gebildet sind.
  • Ferner, wie in 9(C) dargestellt ist besteht der Antriebs-TFT 110 entlang einem C-C'Querschnitt in 8, aus einem Halbleiterfilm 4, einem Gate-Isolierfilm 5, einem Ta-Film 6, einem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 7 und einem Al-Film 8 auf einem TFT-Matrixsubstrat 1. Ebenso ist auf einem zweiten Zwischenschicht-Isolierfilm 9 ein ITO-Film 51 gebildet, der an den Drain 113 des Antriebs-TFT 110 durch Kontaktlöcher und den Al-Film 8 angeschlossen ist, und auf diesem ist ein El-Element 50 gebildet. Andererseits ist die Source 112 des Antriebs-TFT 110 durch Kontaktlöcher an einen gemeinsamen elektrischen Draht 13 angeschlossen, der aus dem Al-Film 8 besteht. Ebenso sind EL-Elemente 50 bei benachbarten Bildelementen 2 voneinander durch elektrische Isolierbänke 52 getrennt. Vorzugsweise haben die Bänke abschirmende Eigenschaften. Die Bänke 52 bestehen zum Beispiel aus einem abschirmenden Resist, und die Bank 52 kann sogar an einem um den Umfang verlaufenden Trennungsbereich bereitgestellt sein, der die Bildanzeigefläche des Anzeigepaneels 200 umgibt. Zusätzlich ist auf dem EL-Element 50 eine Gegenelektrode (obere Elektrode) 56 angeordnet, die aus einem Metall geringen Widerstands, wie Al oder ITO usw., besteht.
  • Wie in 10 dargestellt ist, hat das Anzeigepaneel 200 insbesondere eine Struktur, in der eine positive Stromquelle +V zu beiden Bildelementen 2 geleitet wird, die wechselseitig in die X-Richtung durch den gemeinsamen elektrischen Draht 13 verbunden sind, und im Vergleich zu dem Fall, in dem die Stromquellenverdrahtung zum Zuleiten der positiven Stromquelle +V einfach für jedes Bildelement 2 bereitgestellt ist, ist die Anzahl von Stromquellenverdrahtungen annähernd halbiert. Ferner ist bei einer Struktur, in der Rückstellabtastsignale Vrscan, die dem Gate 131 des Rückstell-TFT 130 eingegeben werden, von einer Abtastleitung 12b in der vorangehenden Stufe zugeleitet werden, und Rückstellsignale Vrsig, die dem Rückstell-TFT 130 eingegeben werden, durch eine Abtastleitung 12b in dieser Stufe zugeleitet werden, die Anzahl der Signalverdrahtungen im Vergleich zu dem Fall verringert, in dem eine Verdrahtung nur für Rückstellabtastsignale Vrscan und eine Verdrahtung nur für Rückstellsignale Vrsig bereitgestellt ist. Ohne Erhöhung der Anzahl von Stromquellenverdrahtungen und Signalverdrahtungen kann daher ein Raum für den Kompensations-TFT 120 und den Rückstell-TFT 130, der in den herkömmlichen Anzeigepaneelen nicht zur Verfügung steht, erhalten werden. Es besteht kein Zweifel, dass die Ideen dieser Erfindung bei jenen anwendbar sind, bei welchen, anders als in dieser Ausführungsform, Muster für jedes Bildelement gleich sind, indem ein gemeinsamer elektrischer Draht pro Bildelement bereitgestellt wird, und bei welchen eine Verdrahtung nur für Rückstellabtastsignale Vrscan und eine Verdrahtung nur für Rückstellsignale Vrsig bereitgestellt ist.
  • Zusätzlich strahlt im Fall des Anzeigepaneels 200, in dem die EL-Elemente 50 als strombetriebene Leuchtelemente wie in dieser Ausführungsform verwendet werden, im Gegensatz zu Flüssigkristallpaneelen usw., das Paneel sein eigenes Licht als Reaktion auf die Erhöhung des elektrischen Stroms aus, der zu den Leuchtelementen geleitet wird, ohne die Lochfläche von Bildelementen zu vergrößern, so dass eine für die Bildanzeige notwendige Helligkeit erhalten werden kann. Somit ist es wie in dieser Ausführungsform möglich, einen Raum zur Bildung verschiedener TFTs in einem Bildelement 2 beizubehalten, indem eine Verdrahtungsfläche eingespart wird, oder ein Raum zur Bildung verschiedener TFTs in einem Bildelement 2 kann durch Verringern der Größe jedes EL-Elements 50 erhalten werden.
  • Anschließend wird der Betrieb des Anzeigepaneels 200 dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf 7 und 10 erklärt.
  • Wenn Abtastsignale Vscan zu einer Abtastleitung 12b in einer vorangehenden Stufe geleitet werden, die einer Abtastleitungstreiberschaltung 22 vorangeht, werden sie dem Gate 131 des Rückstell-TFT 130 in dieser Stufe als Rückstellabtastsignale Vrscan in dieser Stufe eingegeben. Gleichzeitig werden Rückstellsignale Vrsig von der Abtastleitungstreiberschaltung 22 zu einer Abtastleitung 12a in dieser Stufe geleitet und die Gate-Spannung Vg des Antriebs-TFT 110 in dieser Stufe wird das elektrische Potenzial von Rückstellsignalen Vrsig (siehe 2(A)). Gleichzeitig können Rückstellsignale Vrsig dieselben wie das elektrische AUS-Zustands-Potenzial von Abtastsignalen Vscan sein. Wenn Abtastsignale Vscan kontinuierlich von der Abtastleitungstreiberschaltung 22 zu der Abtastleitung 12a in dieser Stufe geleitet werden, werden sie dann dem Gate 141 des Schalt-TFT 140 in dieser Stufe eingegeben. Gleichzeitig werden Eingangssignals Vsig (Datensignale) von einer Datenleitungstreiberschaltung 21 zu einer Datenleitung 11a in dieser Stufe geleitet, und diese Spannung Vsig wird nur um eine Schwellenspannung Vth2 des Kompensations-TFT 120 durch den Schalt-TFT 140 und den Kompensations-TFT 120 gesenkt, und dann als Gate-Spannung Vg zu dem Gate 111 des Antriebs-TFT 110 in dieser Stufe geleitet (siehe 2(A)). Infolgedessen wird dann als Reaktion auf diese gesenkte Gate-Spannung Vg die Konduktanz zwischen der Source 112 und dem Drain 113 des Antriebs-TFT 110 und der Antriebsstrom Id, der zu dem EL-Element 50 geleitet wird, zwischen der positiven Stromquelle +V und der negativen Stromquelle –V gesteuert.
  • Daher wird eine Varianz in der Schwellenspannung Vth1 des Antriebs-TFT 110 bei jedem Bildelement 2 durch eine Schwellenspannung Vth2 des Kompensations-TFT 120 kompensiert, und die Varianz in Schwellenspannungen von Datensignalen Vsig abhängig vom Antriebsstrom Id unter einer Vielzahl von Bildelementen 2 ist fast verschwunden, so dass gleichmäßige Bilder mit gleichmäßiger Helligkeit über die gesamte Bildanzeigefläche des Anzeigepaneels 200 angezeigt werden. Aufgrund des Spannungsherabsetzungsbetriebs des Kompensations-TFT 120 ist es auch möglich, den Antriebsstrom Id mit Datensignalen Vsig zu steuern, die eine relativ geringe Spannung haben.
  • In der obengenannten Ausführungsform wird die Gate-Spannung Vg durch den Rückstell-TFT 130 zurückgestellt, bevor Eingangssignale Vsig zugeleitet werden; in der Anzeigeperiode eines statischen Bildes jedoch, kann die Steuerung des Antriebsstroms Id über eine Vielzahl von Frames durch dieselben Eingangssignale Vsig ausgeführt werden, so dass es unnötig ist, Rückstellvorgänge für jede Abtastung auszu führen. Ebenso kann anstelle dieser elektrischen Rückstellsignale Vrsig die Gate-Spannung Vg durch Lichtbestrahlung (auf eine vorbestimmte Rückstellspannung) zurückgestellt werden. Anstelle des Rückstell-TFT 130 können ferner Rückstellsignale Vrsig durch den Schalt-TFT 140 und den Kompensations-TFT 120 zugeleitet werden. Andererseits sind natürlich der Schalt-TFT 140 und Schaltvorgänge unnötig, wenn ein Umschalten, wie ein aktiver Matrixantrieb, nicht ausgeführt wird.
  • (Elektronisches Gerät)
  • Anschließend wird das elektronische Gerät der Ausführungsform mit dem Anzeigepaneel 200, das zuvor ausführlich erklärt wurde, unter Bezugnahme auf 11 bis 13 beschrieben.
  • Zunächst zeigt 11 die schematische Struktur eines elektronischen Geräts mit dem obengenannten Anzeigepaneel 200.
  • In 11 enthält das elektronische Gerät eine Anzeigeinformationsausgabequelle 1000, eine Anzeigeinformationsverarbeitungsschaltung 1002, eine Treiberschaltung 1004, ein Anzeigepaneel 1006, eine Takterzeugungsschaltung 1008 und eine Stromquellenschaltung 1010.
  • Das Anzeigepaneel 200 in der obengenannten Ausführungsform entspricht in dieser Ausführungsform dem Anzeigepaneel 1006 und der Treiberschaltung 1004. Daher kann die Treiberschaltung auf einem TFT-Matrixsubtrat des Anzeigepaneels 1006 montiert werden, und ferner kann die Anzeigeinformationsverarbeitungsschaltung 1002 usw. montiert werden. Oder die Treiberschaltung 1004 kann extern an einem TFT-Matrixsubstrat befestigt werden, an dem das Anzeigepaneel 1006 montiert ist.
  • Die Anzeigeinformationsausgabequelle 1000 enthält einen Speicher, wie einen ROM (Nur-Lese-Speicher), RAM (Direktzugriffsspeicher) und eine Bildplattenvorrichtung, eine Abstimmschaltung zum Abstimmen und dann Ausgeben von Fernsehsignalen, usw.; und basierend auf Taktsignalen von der Takterzeugungsschaltung 1008 werden Anzeigeinformationen, wie die Bildsignale eines vorbestimmten Formats, an die Anzeigeinformationsverarbeitungsschaltung 1002 ausgegeben. Die Anzeigeinformationsverarbeitungsschaltung 1002 enthält verschiedene herkömmliche Verarbeitungsschaltungen, wie eine Verstärker/Umkehrschaltung, eine Phasenentwicklungsschaltung, eine Rotationsschaltung, eine Gamma-Steuerschaltung und eine Klemmschaltung; und digitale Signale werden sequenziell von den Anzeigeinformationen gebildet, die auf der Basis von Taktsignalen eingegeben werden, und dann an die Treiberschaltung 1004 gemeinsam mit Taktsignalen CLK ausgegeben werden. Die Treiberschaltung 1004 treibt das Anzeigepaneel 1006 an. Die Stromquellenschaltung 1010 liefert eine vorbestimmte Stromquelle zu jeder obengenannten Schaltung.
  • Anschließend sind die spezifischen Beispiele des elektronischen Geräts, das wie oben hergestellt wurde, in 12 beziehungsweise 13 dargestellt.
  • In 12 hat ein anderes Beispiel des elektronischen Geräts, ein Multimedia-Laptop Personal Computer (PC) 1200, das obengenannte Anzeigepaneel 200 in einem oberen Abdeckgehäuse 1206, und enthält des Weiteren einen Hauptkörper 1209 mit einer CPU, einem Speicher, einem Modem usw., und auch eine eingebaute Tastatur 1202.
  • Wie in 13 dargestellt, ist auch im Falle eines Anzeigepaneels 1304 ohne eingebaute Treiberschaltung 1004 und Anzeigeinformationsverarbeitungsschaltung 1002 eine IC 1324, die die Treiberschaltung 1004 und Anzeigeinformationsverarbeitungsschaltung 1002 enthält, physisch und elektrisch an eine TCP (Tape Carrier Package) 1320 durch einen anisotropen leitenden Film angeschlossen, der am Umfang des TFT-Matrixsubstrats 1 angeordnet ist, und kann als Anzeigepaneel hergestellt, verkauft, verwendet, usw. werden.
  • Wie zuvor erklärt, werden gemäß dieser Ausführungsform verschiedene elektronische Geräte bereitgestellt, die bei relativ geringer Spannung und mit geringer Ungleichförmigkeit in Helligkeit über der gesamten Oberfläche eines Anzeigepaneels angetrieben werden können.
  • Gemäß den Transistorschaltungen dieser Erfindung kann die Gate-Spannung relativ zu der Spannung von Eingangssignalen nur durch eine Schwellenspannung eines Kompensationstransistors gesenkt oder erhöht werden, so dass die Konduktanzsteuerung in dem Antriebs-TFT durch eine geringere Spannung von Eingangssignalen ausgeführt werden kann. Ferner kann durch ein Gleichmachen der Schwellenspannungseigenschaften und Spannungs-/Stromeigenschaften eines Kompensationstransistors und eines Antriebstransistors die Schwellenspannung von Eingangssignalen zum Antriebsstrom annähernd Null werden. Wenn eine Vielzahl von Transistorschaltungen hergestellt wird, indem eine Vielzahl von Antriebstransistoren verschiedener Schwellenspannungseigenschaften verwendet werden, ist es ferner selbst dann, wenn eine Vielzahl von Antriebstransistoren mit vielen verschiedenen Schwellenspannungseigenschaften verwendet wird – mit anderen Worten, eine Vielzahl von Antriebstransistoren mit verschiedenen Schwellenspannungen in Bezug auf einen Konstruktionsstandardpegel – auch möglich, eine Vielzahl von Antriebstransistoren mit fast keiner oder keiner Varianz in der Schwellenspannung in der Vielzahl von Antriebstransistoren bereitzustellen.
  • Gemäß dem Anzeigepaneel dieser Erfindung wird eine Bildanzeige mit verringerter Ungleichförmigkeit in der Helligkeit durch Anlegen von Eingangssignalen geringer Spannung erreicht.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Aus den Transistorschaltungen dieser Erfindung wird ein Anzeigepaneel bereitgestellt, das Bilder mit verringerter Ungleichförmigkeit in der Helligkeit anzeigen kann; und das Anzeigepaneel ist für elektronische Geräte, wie Laptop Personal Computer (PC), Fernsehgeräte, Videorecorder vom Bildsuchertyp oder Monitor-Direktsichttyp, Autonavigationsvorrichtungen, elektronische Notebooks, Rechner, Word-Prozessoren, Engineering-Workstations (EWS), Mobiltelefone, Bildtelefone, POS-Terminals, Pager, Vorrichtungen mit Berührungsschirm und dergleichen zweckdienlich.

Claims (12)

  1. Transistorschaltung, umfassend: einen Antriebstransistor mit einem ersten Gate, einer ersten Source und einem ersten Drain, wobei die Konduktanz zwischen der ersten Source und dem ersten Drain abhängig von der Spannung von Eingangssignalen gesteuert wird, die dem ersten Gate zugeleitet werden; einen Kompensationstransistor mit einem zweiten Gate, einer zweiten Source und einem zweiten Drain, wobei das zweite Gate an die zweite Source oder den zweiten Drain angeschlossen ist, und wobei der Kompensationstransistor an das erste Gate in einer derartigen Ausrichtung angeschlossen ist, dass die Eingangssignale zu dem ersten Gate durch die zweite Source und den zweiten Drain geleitet werden, und dass das erste Gate eine elektrische Ladung in eine Richtung bewegen kann, dass die Konduktanz zwischen der ersten Source und dem ersten Drain gesenkt wird, und ein Rückstellmittel, das zum Zuleiten von Rückstellsignalen angeordnet ist, die eine Spannung haben, um die Spannung des ersten Gates bei einem vorbestimmten Wert einzustellen.
  2. Transistorschaltung nach Anspruch 1, wobei die Spannung des ersten Gates auf den vorbestimmten Wert eingestellt wird, bevor die Eingangssignale zugeleitet werden, wobei der vorbestimmte Wert derart ist, dass der Konduktanzpegel zwischen der ersten Source und dem ersten Drain höher als ein Maximalpegel der Konduktanz ist, die abhängig von den Eingangssignalen gesteuert wird.
  3. Transistorschaltung nach Anspruch 2, wobei die Rückstellsignale durch einen Schwellenspannungspegel des Kompensationstransistors auf eine Spannung eingestellt sind, die höher als eine Maximalspannung der Eingangssignale ist.
  4. Transistorschaltung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei das Rückstellmittel einen Rückstelltransistor mit einem dritten Gate, einer dritten Source und einem dritten Drain umfasst, wobei entweder die dritte Source oder der dritte Drain an das erste Gate angeschlossen ist, und wobei die Rückstellsignale durch die dritte Source und den dritten Drain zu dem ersten Gate geleitet werden, wenn die Rückstellzeitsteuerungssignale zu dem dritten Gate geleitet werden, bevor die Eingangssignale zugeleitet werden.
  5. Transistorschaltung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 und 4, wobei der Antriebstransistor und der Kompensationstransistor dieselbe Art von Transistoren sind.
  6. Transistorschaltung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4 und 5, des Weiteren umfassend einen Schalttransistor mit einem vierten Gate, einer vierten Source und einem vierten Drain, und die so angeschlossen sind, dass die Eingangssignale zu dem Kompensationstransistor durch die vierte Source und den vierten Drain zugeleitet werden, wenn Umschaltzeitsteuerungssignale zu dem vierten Gate geleitet werden.
  7. Transistorschaltung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 und 6, des Weiteren umfassend einen Speicherkondensator, der an das erste Gate angeschlossen ist.
  8. Transistorschaltung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 9, 5, 6 und 7, wobei die Transistoren jeweils Dünn filmtransistoren sind, die auf demselben Substrat gebildet sind.
  9. Transistorschaltung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7, wobei die Transistoren jeweils bipolare Transistoren sind, wobei das Gate, die Source und der Drain einer Basis, einem Emitter beziehungsweise einem Kollektor entsprechen.
  10. Transistorschaltung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9, wobei die Eingangssignale Spannungssignale sind, wobei die Spannung durch eine Eingangssignalquelle gesteuert wird, wobei der Antriebstransistor entweder durch die erste Source oder den ersten Drain an ein stromgesteuertes Element angeschlossen ist und durch Steuern der Konduktanz zwischen der ersten Source und dem ersten Drain den elektrischen Strom steuert, der zu dem stromgesteuerten Element fließt.
  11. Anzeigepaneel, umfassend die Transistorschaltungen von Anspruch 10 und eine Vielzahl von Bildelementen, die in einer Matrix angeordnet sind, wobei die stromgesteuerten Elemente lichtausstrahlende stromgesteuerte Elemente sind.
  12. Elektronisches Gerät, umfassend das Anzeigepaneel nach Anspruch 11.
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