DE112015004384T5

DE112015004384T5 - Matrixvorrichtung, Verfahren zum Messen ihrer Eigenschaften und Betriebsverfahren derselben

Info

Publication number: DE112015004384T5
Application number: DE112015004384.5T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Takemura
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2017-06-08
Also published as: WO2016046692A1; US10324115B2; JP6557242B2; KR20170063571A; US20180203046A1; KR102342627B1; JPWO2016046692A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Messen eines Stroms bereitgestellt, den eine Komponente einer Matrixvorrichtung zuführen kann. Es wird eine Vorrichtung verwendet, die in einer Matrix angeordnete Komponenten (Pixel), erste Leitungen sowie zweite Leitungen und dritte Leitungen beinhaltet, welche die ersten Leitungen kreuzen. Jede Komponente beinhaltet eine Potentialversorgungsschaltung, einen Transistor und einen Kondensator. Die Vorrichtung ist wie folgt aufgebaut: Zu einem Zeitpunkt weist eine Elektrode des Kondensators ein Potential auf, das gleich demjenigen eines Gates des Transistors ist, die andere Elektrode des Kondensators weist ein Potential auf, das gleich demjenigen der zweiten Leitung ist, ein Anschluss von Source und Drain des Transistors weist ein Potential auf, das gleich demjenigen der ersten Leitung ist, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors weist ein Potential auf, das gleich demjenigen der dritten Leitung ist; und es unterscheiden sich das Potential der zweiten Leitung und das Potential der dritten Leitung in dem Fall, in dem jede Komponente die erste Leitung mit einem Strom in einer bestimmten Richtung versorgt, von dem Potential der zweiten Leitung und dem Potential der dritten Leitung in dem Fall, in dem jede Komponente die erste Leitung mit einem Strom in der entgegengesetzten Richtung versorgt.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft eine Matrixvorrichtung, die einen Arbeitsvorgang, wie z. B. ein Anzeigen oder eine Erfassung, mit einem Strom durchführt, der durch ein darin enthaltenes elektrisches Element fließt.
Stand der Technik
Bei einer Aktivmatrix-Anzeigevorrichtung mit lichtemittierenden Elementen spiegelt die Leuchtdichte der lichtemittierenden Elemente Schwankungen der Schwellenwerte von Transistoren (Treibertransistoren) wider, die in jeweiligen Pixeln bereitgestellt sind und die Werte der Ströme steuern, die den lichtemittierenden Elementen entsprechend Bildsignalen zugeführt werden. Patentdokument 1 offenbart eine Anzeigevorrichtung, bei der, um zu verhindern, dass Schwankungen der Schwellenwerte die Leuchtdichte von lichtemittierenden Elementen beeinflussen, Eigenschaften eines Treibertransistors jedes Pixels vorab gemessen werden und ein Bildsignal, das basierend auf den gemessenen Eigenschaften korrigiert wird, dem Pixel zugeführt wird.
Insbesondere werden die Potentiale von Treibertransistoren von Pixeln in einer gewissen Zeile derart auf einen spezifischen Wert eingestellt, dass die Transistoren in einem Sättigungsbereich arbeiten, und es werden Ströme gemessen, die durch die einzelnen Treibertransistoren fließen. Derartige Vorgänge werden nacheinander an den Treibertransistoren der Pixel in allen Zeilen durchgeführt.
Es sei angemerkt, dass solch ein Problem nicht nur bei Anzeigevorrichtungen, sondern auch bei sämtlichen Vorrichtungen gemeinsam auftritt, die in einer Matrix angeordnete Komponenten (z. B. Pixel) beinhalten und einen Arbeitsvorgang, wie z. B. ein Anzeigen, eine Messung, eine Erfassung oder eine Rechenoperation, mit einem Strom durchführen, der durch ein oder mehrere elektrische Element/e (z. B. Transistoren) fließt, das/die in jeder Komponente vorhanden ist/sind.
[Dokument des Standes der Technik]
[Patentdokument]

[Patentdokument 1] Beschreibung des US-Patents Nr. 7088052

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Es wird ein neuartiges Verfahren zum Messen der Stromeigenschaften eines elektrischen Elementes in einer Matrixvorrichtung, eine neuartige Vorrichtung, auf die ein derartiges Messverfahren angewendet werden kann, ein Verfahren zum Einstellen einer Vorrichtung durch ein derartiges Messverfahren, ein Herstellungsverfahren derselben oder dergleichen bereitgestellt.
Mittel zur Lösung des Problems
Als Beispiel wird eine Vorrichtung angegeben, die in einer Matrix angeordnete Komponenten und eine Leitung beinhaltet und bei der ein elektrisches Element, das in jeder Komponente enthalten ist, der Leitung einen Strom zuführen kann. Wenn N Komponenten der Leitung Ströme zuführen können, werden die Stromrichtungen der N Komponenten getrennt eingestellt, und es wird ein Strom, der durch die Leitung fließt, N-mal gemessen. Dabei kann die Richtung des Stroms, der durch das elektrische Element fließt, geändert werden. Des Weiteren unterscheiden sich die N Messungen voneinander bezüglich der Kombination der Stromrichtungen der N Komponenten. Ferner wird die Größe des Stroms, der durch das jeweilige elektrische Element fließt, basierend auf Strömen, die durch die N Messungen erhalten werden, und auf den Kombinationen der Stromrichtungen in den N Messungen berechnet.
Ein weiteres Beispiel ist ein Messverfahren für eine Vorrichtung, die N Komponenten, eine erste Leitung und zweite Leitungen beinhaltet, die die erste Leitung kreuzen. Jede Komponente kann die erste Leitung mit einem Strom versorgen, dessen Richtung geändert werden kann. Jede Komponente beinhaltet eine Potentialversorgungsschaltung, einen Transistor und einen Kondensator. Der Aufbau ist wie folgt: Zu einem Zeitpunkt weist ein Anschluss von Source und Drain des Transistors ein Potential auf, das gleich demjenigen der ersten Leitung ist, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors weist ein Potential auf, das gleich demjenigen einer dritten Leitung ist; und es unterscheidet sich das Potential der zweiten Leitung in dem Fall, in dem jede Komponente die erste Leitung mit einem Strom in einer ersten Richtung versorgt, von dem Potential der zweiten Leitung in dem Fall, in dem jede Komponente die erste Leitung mit einem Strom in einer zweiten Richtung versorgt, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Das Verfahren umfasst einen Prozess, in dem die Stromrichtungen der N Komponenten getrennt eingestellt werden und ein Strom, der durch die erste Leitung fließt, N-mal gemessen wird, und einen Prozess, in dem die Größe eines Stroms, der durch ein jeweiliges elektrisches Element fließt, basierend auf Strömen I[1] bis I[N], die durch die N Messungen erhalten werden, und auf den Kombinationen der Stromrichtungen der Komponenten in den N Messungen berechnet wird, wodurch die Größe des Stroms bestimmt wird, der der Leitung von der Komponente zugeführt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die N Messungen bezüglich der Kombination der Stromrichtungen der N Komponenten voneinander unterscheiden und dass die Größe des Stroms, der durch das jeweilige elektrische Element fließt, unter Verwendung eines Polynoms der Ströme I[1] bis I[N] berechnet wird.
Ein weiteres Beispiel ist ein Messverfahren für eine Vorrichtung, die Komponenten, die in einer Matrix mit N Zeilen und M Spalten (N und M sind jeweils eine ganze Zahl größer als oder gleich 2) angeordnet sind, M erste Leitungen und N zweite Leitungen beinhaltet, die die ersten Leitungen kreuzen. Jede Komponente kann eine der M ersten Leitungen mit einem Strom versorgen, dessen Richtung geändert werden kann. Jede Komponente beinhaltet eine Potentialversorgungsschaltung, einen Transistor und einen Kondensator. Der Aufbau ist wie folgt: Zu einem Zeitpunkt weist ein Anschluss von Source und Drain des Transistors jeder Komponente ein Potential auf, das gleich demjenigen der ersten Leitung ist, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors weist ein Potential auf, das gleich demjenigen der zweiten Leitung ist; und es unterscheidet sich das Potential der zweiten Leitung in dem Fall, in dem jede Komponente die erste Leitung mit einem Strom in einer ersten Richtung versorgt, von dem Potential der zweiten Leitung in dem Fall, in dem jede Komponente die erste Leitung mit einem Strom in einer zweiten Richtung versorgt, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Das Verfahren umfasst einen Prozess, in dem die Potentiale der N zweiten Leitungen getrennt eingestellt werden und Ströme, die durch die M ersten Leitungen fließen, jeweils N-mal gemessen werden, und einen Prozess, in dem die Größe eines Stroms, der durch ein jeweiliges elektrisches Element in einer m-ten Spalte (m ist eine ganze Zahl, die größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich M ist) fließt, basierend auf Strömen I[1, m] bis I[N, m] der ersten Leitung in der m-ten Spalte, welche durch die N Messungen erhalten werden, und auf den Kombinationen der Potentiale der N zweiten Leitungen in den N Messungen berechnet wird, wodurch die Größe des Stroms bestimmt wird, der von der jeweiligen Komponente zu der entsprechenden ersten Leitung zugeführt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die N Messungen bezüglich der Kombination der Potentiale der N zweiten Leitungen voneinander unterscheiden und dass die Größe des Stroms, der durch das jeweilige elektrische Element in der m-ten Spalte fließt, unter Verwendung eines Polynoms der Ströme I[1, m] bis I[N, m] berechnet wird. Dabei kann in einigen Fällen das Polynom der Ströme I[1, m] bis I[N, m] durch ein Produkt einer inversen Matrix einer quadratischen Matrix A mit N Zeilen und einer Matrix mit N Zeilen und M Spalten dargestellt werden, deren Elemente die Ströme I[1, m] bis I[N, m] sind, und es handelt sich bei keinem Element der inversen Matrix der quadratischen Matrix A mit N Zeilen um 0. Außerdem weisen in einigen Fällen sämtliche Elemente der inversen Matrix der quadratischen Matrix A mit N Zeilen die gleiche Größe auf. Des Weiteren kann es sich bei der quadratischen Matrix A mit N Zeilen um eine Hadamard-Matrix handeln. Alternativ kann es sich bei der quadratischen Matrix A mit N Zeilen um eine zyklische Matrix handeln. In diesem Fall kann eine zyklische Matrix verwendet werden, bei der N ein Vielfaches von 4 ist und die Summe der Elemente einer bestimmten Zeile der quadratischen Matrix A mit N Zeilen 2 oder –2 beträgt.
Das vorstehende Messverfahren kann dadurch gekennzeichnet sein, dass es unter Verwendung der Vorrichtung praktiziert wird, die ferner N dritte Leitungen beinhaltet und wie folgt aufgebaut ist: Jede dritte Leitung weist ein Potential auf, das gleich demjenigen der anderen Elektrode des Kondensators der entsprechenden Komponente ist; und es unterscheidet sich das Potential der dritten Leitung in dem Fall, in dem jede Komponente die erste Leitung mit dem Strom in der ersten Richtung versorgt, von dem Potential der dritten Leitung in dem Fall, in dem jede Komponente die erste Leitung mit dem Strom in der zweiten Richtung versorgt. Ein weiteres Beispiel ist eine Matrixvorrichtung mit einer Konfiguration, bei der eines der vorstehenden Messverfahren ausgeführt werden kann. Die Matrixvorrichtung ist alternativ eine Anzeigevorrichtung oder eine Lichterfassungsvorrichtung. Ein weiteres Beispiel ist ein Betriebsverfahren einer Matrixvorrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Eingangs- oder Ausgangsdaten basierend auf den Stromwerten von Komponenten korrigiert werden, die durch eines der vorstehenden Messverfahren gemessen werden.
Wirkung der Erfindung
Beispielsweise kann die Zuverlässigkeit bei der Messung eines Stromwertes verbessert werden; weitere Wirkungen können aus der Erläuterung der Beschreibung, den Zeichnungen, den Patentansprüchen und dergleichen abgeleitet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[1] Darstellungen, die ein Konfigurationsbeispiel einer Matrixvorrichtung zeigen.
[2] Darstellungen, die Konfigurationsbeispiele einer Matrixvorrichtung zeigen.
[3] Darstellungen, die ein Schaltungsbeispiel und ein Beispiel für die Arbeitsweise eines Pixels zeigen.
[4] Darstellungen, die Schaltungsbeispiele eines Anzeigepixels zeigen.
[5] Darstellungen, die Schaltungsbeispiele eines Anzeigepixels zeigen.
[6] Darstellungen, die Schaltungsbeispiele eines Anzeigepixels zeigen.
[7] Darstellungen, die Schaltungsbeispiele und Beispiele für die Arbeitsweise eines Pixels zeigen.
[8] Darstellungen, die Schaltungsbeispiele eines Anzeigepixels zeigen.
[9] Darstellungen, die Schaltungsbeispiele eines Lichterfassungspixels zeigen.
Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung
Ausführungsformen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass die folgende Beschreibung keine Einschränkung bedeutet. Es ist für den Fachmann leicht ersichtlich, dass die Modi und die Details in verschiedener Weise modifiziert werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Schutzbereich abzuweichen, und dass eine Kombination der hier offenbarten Techniken, eine Kombination mit einer weiteren Technik oder dergleichen möglich ist. Deshalb sollte die Interpretation nicht so vorgenommen werden, dass sie auf die folgende Beschreibung der Ausführungsformen und Beispiele beschränkt ist. Zudem sind bei den im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen und Beispielen gleiche Abschnitte oder Abschnitte, die ähnliche Funktionen aufweisen, in unterschiedlichen Zeichnungen durch die gleichen gemeinsamen Bezugszeichen gekennzeichnet, und ihre wiederholte Beschreibung wird weggelassen.
In den Zeichnungen ist außerdem die Größe, die Dicke einer Schicht oder der Bereich in einigen Fällen der Klarheit halber übertrieben dargestellt. Deshalb ist das Größenverhältnis nicht notwendigerweise auf dasjenige beschränkt, das dargestellt ist. Es sei angemerkt, dass die Zeichnungen ideale Beispiele schematisch zeigen; die Form, der Wert und dergleichen sind nicht auf diejenigen beschränkt, die in den Zeichnungen gezeigt sind. Beispielsweise können Schwankungen eines Signals, einer Spannung oder eines Stroms aufgrund eines Rauschens, Schwankungen eines Signals, einer Spannung oder eines Stroms aufgrund eines Zeitunterschiedes oder dergleichen mit eingeschlossen werden.
Zusätzlich handelt es sich bei einem Transistor in dieser Beschreibung und dergleichen um ein elektrisches Element mit mindestens drei Anschlüssen: einem Gate, einem Drain und einer Source. Ferner ist ein Kanalbereich zwischen dem Drain (einem Drain-Anschluss, einem Drain-Bereich oder einer Drain-Elektrode) und der Source (einem Source-Anschluss, einem Source-Bereich oder einer Source-Elektrode) bereitgestellt, und ein Strom kann durch den Drain, den Kanalbereich und die Source fließen. Da hier die Source und der Drain in Abhängigkeit von der Struktur, den Betriebsbedingungen oder dergleichen des Transistors untereinander austauschbar sind, ist es schwer zu definieren, bei welchem Anschluss es sich um eine Source oder um einen Drain handelt. Aus diesem Grund wird in einigen Fällen, anstatt dass ein als Source dienender Abschnitt und ein als Drain dienender Abschnitt „Source” bzw. „Drain” genannt werden, ein Anschluss von Source und Drain als erste Elektrode bezeichnet, und es wird der andere Anschluss von Source und Drain als zweite Elektrode bezeichnet.
Zusätzlich bezieht sich in dieser Beschreibung ein Knoten auf einen bestimmten Punkt auf einer Leitung, die bereitgestellt ist, um elektrische Elemente elektrisch zu verbinden.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung Ordnungszahlen, wie z. B. „erstes”, „zweites” und „drittes”, verwendet werden, um eine Verwechslung zwischen Komponenten zu vermeiden, und keine zahlenmäßige Beschränkung bedeuten.
Es sei angemerkt, dass die Anordnung von Schaltungsblöcken in einer Zeichnung die Positionsbeziehung für die Beschreibung spezifiziert. Selbst wenn eine Zeichnung zeigt, dass separate Funktionen in unterschiedlichen Schaltungsblöcken erzielt werden, kann eine reale Schaltung oder ein realer Bereich derart konfiguriert sein, dass separate Funktionen in der gleichen Schaltung oder dem gleichen Bereich erzielt werden. Die Funktion jedes Schaltungsblocks in einer Zeichnung spezifiziert ferner eine Funktion für die Beschreibung. Selbst wenn ein einziger Schaltungsblock dargestellt ist, kann eine reale Schaltung oder ein realer Bereich derart konfiguriert sein, dass eine Verarbeitung, die durch den einzigen Schaltungsblock durchgeführt werden soll, in mehreren Schaltungsblöcken durchgeführt wird.
(Ausführungsform 1)
1(A) stellt eine Matrixvorrichtung mit sieben Zeilen und acht Spalten dar. Hier ist eine Vielzahl von Pixeln 11 in einer Matrix angeordnet. Beispielsweise wird das Pixel in der siebten Zeile und der achten Spalte als Pixel 11[7, 8] bezeichnet. Ferner sind eine Vielzahl von Signalleitungen Sig und eine Vielzahl von Signalleitungen CL derart bereitgestellt, dass sie sich kreuzen. Beispielsweise wird die Signalleitung in der ersten Zeile als Signalleitung Sig[1] bezeichnet, und die Signalleitung in der ersten Spalte wird als Signalleitung CL[1] bezeichnet.
Jedes Pixel 11 führt der entsprechenden Signalleitung CL gemäß einem Signal der entsprechenden Signalleitung Sig einen Strom zu. Die Signalleitung Sig bestimmt die Richtung des Stroms, der der Signalleitung CL von dem Pixel 11 zugeführt wird. Beispielsweise fließt, wie in 1(B) dargestellt, ein Strom α[1]i[1, 1] durch das Pixel 11[1, 1] in der Richtung des Pfeils. Dabei ist α[1] gleich 1, wenn ein Strom wie dargestellt fließt, und α[1] ist gleich –1, wenn ein Strom entgegen der gezeigten Richtung fließt. i[1, 1] stellt einen Stromwert, der für das Pixel 11[1, 1] spezifisch ist, dar und ist nicht notwendigerweise gleich einem Stromwert i eines anderen Pixels. Was den Stromwert i betrifft, wird ferner davon ausgegangen, dass eine zeitliche Veränderung, eine Veränderung in Abhängigkeit von der Stromrichtung und Potentialschwankungen (ein sogenannter Spannungsabfall) aufgrund eines Leitungswiderstandes und eines Stroms, der durch die Leitung fließt, geringfügig sind. Es sei angemerkt, dass diese Beschreibung nicht bedeutet, dass eine längerfristige Verwendung keine Veränderung des Stromwertes i nach sich zieht. Zusätzlich wird der Fall, in dem man eine Veränderung in Abhängigkeit von der Stromrichtung nicht ignorieren kann, zu einem späteren Zeitpunkt beschrieben.
Hier wird der Fokus auf die erste Spalte gelegt. Wie in 1(C) dargestellt, handelt es sich bei einem Strom I[1], der durch die Signalleitung CL[1] fließt, um die Summe der Ströme, die durch die Pixel 11[1, 1] bis 11[7, 1] fließen. Jedoch sind nicht alle Signale der Signalleitungen Sig notwendigerweise gleich. Es sei angemerkt, dass dabei Pixel, die nicht dargestellt sind, der Signalleitung CL keinen Strom zuführen.
Das heißt, dass ein Strom I[1]_t=1 zum Zeitpunkt t = 1 wie folgt dargestellt werden kann: [Formel 1]
Es kann auch ein Strom I[1]_t=2 zum Zeitpunkt t = 2 wie folgt dargestellt werden: [Formel 2]
Auf ähnliche Weise werden die nachfolgenden Gleichungen für Ströme I[1]_t=3 bis I[1]_t=7 zu den Zeitpunkten t = 3 bis 7 erhalten.
Dabei sind die Ströme I[1]_t=1 bis I[1]_t=7 messbare physikalische Größen, und die Stromwerte i[1, 1] bis i[7, 1] sind Unbekannte. In diesem Fall handelt es sich bei diesen Gleichungen um ein Gleichungssystem mit sieben Unbekannten. Deshalb kann man die Stromwerte i[1, 1] bis i[7, 1] bestimmen, indem man dieses Gleichungssystem löst.
Das heißt, dass das Gleichungssystem wie folgt dargestellt wird: [Formel 3]
wobei gilt: [Formel 4]
Eine inverse Matrix A^–1 von A sieht wie folgt aus: [Formel 5]
Obwohl sich die vorstehende Beschreibung nur auf die erste Spalte fokussiert, können Ströme gemessen werden, die gleichzeitig durch eine andere Signalleitung fließen. Folglich gilt für [Formel 6]
und [Formel 7]
[Formel 8]

I = Al

Daher wird
[Formel 9]

l = A^–1I erhalten. Das heißt, dass ein Stromwert i[n, m] durch ein Polynom eines Stroms I[m] dargestellt werden kann. Dabei ist n eine ganze Zahl kleiner als oder gleich 7, und m ist eine ganze Zahl kleiner als oder gleich 8.

Die vorstehende Beschreibung, die die Matrixvorrichtung mit sieben Zeilen und acht Spalten betrifft, kann auch für eine Matrixvorrichtung mit einem beliebigen Umfang gelten. Das heißt: Bei einer Matrixvorrichtung mit N Zeilen und M Spalten ist die Matrix A eine quadratische Matrix mit N Zeilen, und die Matrix I und die Matrix l sind jeweils eine Matrix mit N Zeilen und M Spalten.
Es sei angemerkt, dass A eine spezielle Matrix sein kann, bei der A^–1 ein Vielfaches von A ist. Beispielsweise erfüllt eine Hadamard-Matrix diese Bedingung; eine inverse Matrix H^–1 einer Hadamard-Matrix H mit N Zeilen ist 1/N von H. In dem Fall, in dem man eine Hadamard-Matrix als Matrix A verwendet, beachte man, dass sämtliche Elemente der ersten Zeile und der ersten Spalte gleich sind und in den anderen Zeilen und Spalten die Summe der Elemente 0 beträgt.
Es sei angemerkt, dass der Koeffizient, mit dem die Matrix multipliziert wird (1/N im Falle der inversen Matrix H^–1 der Hadamard-Matrix H), nicht wichtig ist und in der Praxis zur einfachen Berechnung geändert werden kann. Beispielsweise kann der Koeffizient 1/N der inversen Matrix H^–1 der Hadamard-Matrix H als 1 angesehen werden. Dieser Vorgang ermöglicht, dass das vorstehende Polynom (die Formel für die Berechnung des Stromwertes i[n, m]) durch eine Addition oder Subtraktion des Stroms I[m]_t=n dargestellt wird, was zu einer deutlichen Reduktion des Rechenaufwandes führt.
Im Allgemeinen handelt es sich bei einer Hadamard-Matrix um eine quadratische Matrix, bei der die Anzahl von Zeilen ein Vielfaches von 4 ist, und deswegen ist es schwierig, diese als solche bei einer quadratischen Matrix mit sieben Zeilen, wie z. B. bei der Matrix A, die aus der Matrixvorrichtung mit sieben Zeilen in 1(A) abgeleitet wird, einzusetzen.
In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass beispielsweise die Matrixvorrichtung in 1(A) in die ersten bis vierten Zeilen und in die vierten bis siebten Zeilen unterteilt wird und dass eine Messung, die der vorstehenden Messung ähnlich ist, separat durchgeführt wird. In diesem Fall wird die vierte Zeile zweimal gemessen, wodurch zwei Ergebnisse erhalten werden. Lediglich eines der Ergebnisse oder der Durchschnittswert von ihnen kann als Ergebnis verwendet werden. Darüber hinaus ist es erforderlich, dass in einer Periode, in der die Eigenschaften der ersten bis vierten Zeilen gemessen werden, der Signalleitung CL kein Strom von den Pixeln 11 in den fünften bis siebten Zeilen zugeführt wird.
Alternativ kann die Messung beispielsweise wie folgt erfolgen: Die ersten bis vierten Zeilen werden bei einer ersten Messung gemessen, die zweiten bis fünften Zeilen werden bei einer zweiten Messung gemessen, die dritten bis sechsten Zeilen werden bei einer dritten Messung gemessen, die vierten bis siebten Zeilen werden bei einer vierten Messung gemessen, die erste Zeile und die fünften bis siebten Zeilen werden bei einer fünften Messung gemessen, die erste Zeile, die zweite Zeile, die sechste Zeile und die siebte Zeile werden bei einer sechsten Messung gemessen, und die ersten bis dritten Zeilen und die siebte Zeile werden bei einer siebten Messung gemessen. In diesem Fall wird jede Zeile viermal gemessen. Es kann der Durchschnittswert der Ergebnisse verwendet werden.
Alternativ kann die Berechnung mittels einer zusätzlichen virtuellen Zeile mit den Pixeln 11, deren Stromwerte i 0 betragen, durchgeführt werden. Natürlich ist die virtuelle Zeile (die virtuellen Pixel) mit keiner Signalleitung Sig versehen, die ein reales Signal überträgt. Da die Stromwerte 0 betragen, wird der Signalleitung CL, unabhängig von dem Signal der Signalleitung Sig, kein Strom zugeführt. Wenn beispielsweise die Matrixvorrichtung sieben Zeilen aufweist und es sich bei der Matrix A um eine quadratische Matrix mit acht Zeilen handelt, wird die Messung mittels einer zusätzlichen virtuellen Zeile durchgeführt, und die Berechnung wird unter Verwendung der erhaltenen Ströme I und A^–1 durchgeführt. In ähnlicher Weise werden zwei virtuelle Zeilen hinzugefügt, wenn die Matrixvorrichtung sechs Zeilen aufweist. In diesem Fall sollen die Stromwerte i der Pixel 11 in den virtuellen Zeilen idealerweise 0 betragen; jedoch könnte ein Messfehler dazu führen, dass die Berechnung einen Zahlenwert ergibt, der nicht 0 ist.
Dabei dürfen unter dem folgenden Gesichtspunkt mindestens zwei Elemente jeder Zeile von A^–1 nicht gleich 0 sein. Beispielsweise wird eine Hadamard-Matrix bevorzugt, da kein Element ihrer inversen Matrix gleich 0 ist. Im Gegensatz dazu kann als Beispiel für eine Matrix, bei der alle bis auf ein Element jeder Zeile gleich 0 sind, eine Einheitsmatrix (bei der alle bis auf die diagonalen Komponenten gleich 0 sind) angegeben werden. Wenn A beispielsweise eine Einheitsmatrix ist, ist auch A^–1 eine Einheitsmatrix. Folglich gilt
[Formel 10]

i[1, 1] = I[1]_t=1

Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem A eine Einheitsmatrix ist, Ströme wie bei einem herkömmlichen Verfahren zeilenweise gemessen werden. Der Strom I[1]_t=i umfasst hier, obwohl er messbar ist, einen Messfehler, ein Rauschen und dergleichen. Beim herkömmlichen Verfahren hat insbesondere ein Rauschen einen erheblichen Einfluss, und eine einmalige Messung reicht nicht aus, um zu bestimmen, ob ein anormaler Wert durch ein zufälliges Rauschen hervorgerufen wird; deshalb muss man die Messung mehrfach durchführen. Bei einer Matrixvorrichtung mit sieben Zeilen muss man beispielsweise eine Messung pro Zeile, d. h. sieben Messungen, durchführen; überdies werden diese Vorgänge mehrfach wiederholt.
Im Gegensatz dazu wird in dem Fall, in dem der Stromwert i[1, 1] durch das Polynom der Ströme I[1]_t=1 bis I[1]_t=7 dargestellt wird, ein anormaler Wert selbst dann, wenn dieser in einem der Ströme I[1]_t=1 bis I[1]_t=7 enthalten ist, durch die anderen Werte aufgehoben; daher ist es weniger wahrscheinlich, dass der erhaltene Stromwert i[1, 1] ein anormaler Wert ist. Das liegt daran, dass die Messungen der Ströme I[1]_t=i bis I[1]_t=7 zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführt werden (zeitlich verteilt sind), und daher ist die Möglichkeit sehr gering, dass anormale Werte in mehr als einem von ihnen enthalten sind.
Konkrete Beispiele werden im Folgenden beschrieben. Zuerst wird eine zyklische Matrix (zirkulante Matrix) in Betracht gezogen, bei der nur ein Element jeder Zeile der Matrix A gleich –1 ist und die anderen Elemente gleich 1 sind. Diese Matrix wird als erste Matrix A₁ bezeichnet, die wie folgt aussieht: [Formel 11]
Ihre inverse Matrix sieht wie folgt aus: [Formel 12]
Als Nächstes wird eine zyklische Matrix in Betracht gezogen, bei der nur zwei aufeinanderfolgende Elemente jeder Zeile gleich –1 sind und die anderen Elemente gleich 1 sind. Diese Matrix wird als zweite Matrix A₂ bezeichnet, die wie folgt aussieht: [Formel 13]
Ihre inverse Matrix sieht wie folgt aus: [Formel 14]
Hier ist sowohl bei der ersten Matrix A₁ als auch bei der zweiten Matrix A₂ die Summe der Elemente in sämtlichen Zeilen gleich (5 bei der ersten Matrix A₁ und 3 bei der zweiten Matrix A₂). Deshalb weisen dann, wenn die Stromwerte i[1, 1] bis i[7, 1] ungefähr gleich sind (wenn beispielsweise das Verhältnis des Maximums zum Minimum bei oder unter 1,1 liegt), die Ströme I[1]_t=1 bis I[1]_t=7 wahrscheinlich ungefähr die gleiche Größe auf. Insbesondere betragen die Größe bei der ersten Matrix A₁ und diejenige bei der zweiten Matrix A₂ wahrscheinlich ungefähr das Fünffache bzw. ungefähr das Dreifache des Durchschnitts der Stromwerte i[1, 1] bis i[7, 1].
Beispielsweise wird der Stromwert i[1, 1], der aus der ersten Matrix A₁ abgeleitet wird, wie folgt dargestellt:
[Formel 15]

l[1, 1] = 1 / 10(–4I[1]_t=1 + I[1]_t=2 + I[1]_t=3 + I[1]_t=4 + I[1]_t=5 + I[1]_t=6 + I[1]_t=7)

Derjenige, der aus der zweiten Matrix A₂ abgeleitet wird, wird wie folgt dargestellt:
[Formel 16]

l[1, 1] = 1 / 6(–I[1]_t=1 + 2I[1]_t=2 – I[1]_t=3 + 2I[1]_t=4 – I[1]_t=5 + 2I[1]_t=6 – I[1]_t=7)

Nun werden die Größen der Glieder dieser Polynome in Betracht gezogen. Bei der ersten Matrix A₁ beträgt das größte Glied ungefähr das Vierfache des kleinsten Gliedes; bei der zweiten Matrix A₂, ungefähr das Doppelte. Hieraus lässt sich Folgendes schließen: Da das größte Glied weniger beiträgt, ermöglicht die zweite Matrix A₂ eine höhere Zuverlässigkeit des Stromwertes i[1, 1]. Es sei angemerkt, dass es leicht verständlich ist, dass der gleiche Schluss gezogen wird, auch wenn Zeilen der vorstehenden ersten Matrix A₁ (oder zweiten Matrix A₂) ausgetauscht werden (die Lösungen ändern sich nicht, da der Austausch der Zeilen nur eine geänderte Reihenfolge im Gleichungssystem mit mehreren Unbekannten nach sich zieht).
Das Merkmal, dass in sämtlichen Zeilen die Summe der Elemente gleich ist, ist einer zyklischen Matrix eigen. Daher kann dann, wenn eine zyklische Matrix, deren inverse Matrix aus Elementen mit der gleichen Größe besteht, verwendet wird, der Beitrag der Glieder gleich sein. Als derartige Matrix kann die folgende zyklische Matrix (dritte Matrix A₃) angegeben werden: eine quadratische Matrix mit acht Zeilen, bei der drei Elemente jeder Zeile gleich –1 sind und alle anderen Elemente gleich 1 sind.
Diese sieht wie folgt aus: [Formel 17]
Die inverse Matrix dieser Matrix sieht wie folgt aus: [Formel 18]
wobei sämtliche Elemente die gleiche Größe aufweisen.
Es sei angemerkt, dass wie im Falle der vorstehenden Hadamard-Matrix der Koeffizient 1/4 der inversen Matrix als 1 angesehen werden kann. Daher wird in einem Polynom, das aus dieser inversen Matrix erhalten wird, der Stromwert i[n, m] wie im Falle der Hadamard-Matrix durch eine Addition oder Subtraktion des Stroms I[m]_t=n dargestellt; demzufolge wird der Rechenaufwand deutlich reduziert.
Es sei angemerkt, dass diese Matrix ein nicht einschränkendes Beispiel ist. Im Allgemeinen weisen dann, wenn Elemente einer zyklischen, quadratischen Matrix mit 4N Zeilen (N ist eine ganze Zahl) gleich 1 oder –1 sind und die Summe der Elemente jeder Zeile 2 oder –2 beträgt, Elemente ihrer inversen Matrix die gleiche Größe auf. Zudem beträgt der Koeffizient der inversen Matrix 1/4. Die vorstehende dritte Matrix A₃ entspricht dem Fall von N = 2.
Wie oben beschrieben, weisen die Ströme I[1]_t=1 bis I[1]_t=7 wahrscheinlich ungefähr die gleiche Größe auf, wenn es sich bei der Matrix A um eine zyklische Matrix handelt. Dies bedeutet, dass die Ströme, die durch die Signalleitung CL fließen, mit ungefähr dem gleichen Maß an Fehlern gemessen werden können.
Ein Fehler (Auflösungsvermögen) bei einer Messung einer physikalischen Größe, darunter auch des Stroms, hängt von dem Absolutwert der zu messenden physikalischen Größe ab. Wenn beispielsweise ein Strom von 1 mA mit einem Fehler von 1 μA gemessen wird, wird ein Strom von 10 mA selten mit einem Fehler von 1 μA gemessen. Im Allgemeinen ist ein Messfehler proportional zur physikalischen Größe eines zu messenden Objekts; deshalb wird der Strom von 10 mA mit einem Fehler von ungefähr 10 μA gemessen. Das heißt, dass es bei einer Messung in einem sehr weiten Bereich schwierig ist, die gleiche Genauigkeit sicherzustellen.
Des Weiteren wird, wie oben beschrieben, der Stromwert i[1, 1] durch das Polynom der Ströme I[1]_t=1 bis I[1]_t=7 dargestellt. In diesem Fall ergibt dann, wenn die Ströme I[1]_t=1 bis I[1]_t=6 mit einem Fehler von 1 μA gemessen werden und der Strom I[1]_t=7 jedoch mit einem Fehler von 10 μA gemessen wird, dieses Polynom einen Fehler von ungefähr 10 μA.
Um die Messgenauigkeit aufrechtzuerhalten, weisen deshalb zu messende Objekte vorzugsweise ungefähr den gleichen Wert auf. Da die Ströme, die durch die Signalleitung CL fließen, ungefähr die gleiche Größe aufweisen können, werden Messbedingungen vorzugsweise derart gewählt, dass es sich bei der Matrix A um eine zyklische Matrix handelt.
Je kleiner die Größen der gemessenen Ströme I[1]_t=1 bis I[1]_t=7 sind, desto höher ist die Messgenauigkeit. In diesem Sinne wird als Summe der Elemente jeder Zeile der vorstehenden Matrix A 0 am meisten bevorzugt, gefolgt von 1.
Auf diese Weise können die Stromwerte i[1, 1] bis i[7, 8] durch Polynome dargestellt werden. Im Allgemeinen können diese Werte ermittelt werden, indem Zahlenwerte (die Ströme I[1]_t=1 bis I[8]_t=7 und die Elemente von A^–1) in die Polynome eingesetzt werden. In dem Fall, in dem es sich bei der Matrix A um die dritte Matrix A₃ handelt, kann jedoch der Rechenaufwand durch die folgende spezielle Rechenoperation reduziert werden.
Als Beispiel wird der Fall angeführt, in dem Stromwerte i[1, m] bis i[8, m] (m ist eine ganze Zahl, die größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 9 ist) einer Matrixvorrichtung mit acht Zeilen und neun Spalten ermittelt werden. Aus der inversen Matrix A₂ ^–1 der vorstehenden dritten Matrix A₃ wird das Folgende erhalten:
[Formel 19]

i[2, m] = 1 / 2I[m]_t=3 + 1 / 2I[m]_t=6 – i[1, m], i[3, m] = 1 / 2I[m]_t=4 + 1 / 2I[m]_t=7 – i[2, m], i[4, m] = 1 / 2I[m]_t=5 + 1 / 2I[m]_t=8 – i[3, m], i[5, m] = 1 / 2I[m]_t=6 + 1 / 2I[m]_t=1 – i[4, m], i[6, m] = 1 / 2I[m]_t=7 + 1 / 2I[m]_t=2 – i[5, m], i[7, m] = 1 / 2I[m]_t=8 + 1 / 2I[m]_t=3 – i[6, m], i[8, m] = 1 / 2I[m]_t=1 + 1 / 2I[m]_t=4 – i[7, m],

Beispielsweise kann der Stromwert i[2, m] berechnet werden, wenn der Stromwert i[1, m] bekannt ist, und der erhaltene Stromwert i[2, m] kann für die Berechnung von i[3, m] verwendet werden. Daher wird lediglich der Stromwert i[1, m] durch Einsatz der Zahlenwerte (der Ströme I[1]_t=1 bis I[8]_t=7 und der Elemente von A^–1) in das Polynom ermittelt, während die anderen Stromwerte berechnet werden können, indem die erhaltenen Ergebnisse nacheinander verwendet werden.
Bei einem Verfahren, bei dem Zahlenwerte in Polynome eingesetzt werden, nimmt der Rechenaufwand mit einer Zunahme der Anzahl von Zeilen einer Matrixvorrichtung enorm zu (wenn sich die Anzahl von Zeilen verdoppelt, vervierfacht sich die Anzahl von Gliedern; demzufolge steigt der Aufwand der erforderlichen Berechnung auf das Vierfache oder mehr an). Bei dem Verfahren der sequentiellen Berechnung mit erhaltenen Ergebnissen ist im Gegensatz dazu der Rechenaufwand im Wesentlichen proportional zu der Anzahl von Zeilen; daher wird dieses Verfahren vorteilhafter, wenn die Anzahl von Zeilen größer wird.
Die Matrixvorrichtung kann eine in 2(A) dargestellte Struktur, bei der Signale direkt von einem Codesignaltreiber 12 in die Signalleitungen Sig eingegeben werden, oder eine in 2(B) dargestellte Struktur aufweisen, bei der ein Signal des Codesignaltreibers 12 in die Signalleitung Sig eingegeben wird, die durch einen Demultiplexer 13 ausgewählt wird. In 2(B) wird eine aus 128 Signalleitungen Sig ausgewählt.
Wie oben beschrieben, nimmt der Aufwand der erforderlichen Rechenoperation mit einer Zunahme der Anzahl von Zeilen der Matrixvorrichtung enorm zu; deshalb wird die Messung vorzugsweise derart durchgeführt, dass die Matrixvorrichtung in eine Vielzahl von Abschnitten unterteilt wird. Zum Beispiel wird, da die Anzahl von Zeilen der Matrixvorrichtung in 2(A) 1024 beträgt, die Messung an allen acht Zeilen durchgeführt, nämlich den 1. bis 8. Zeilen, den 9. bis 16. Zeilen, den 17. bis 24. Zeilen und so weiter. Während beispielsweise die Pixel 11 in den 1. bis 8. Zeilen gemessen werden, wird der Signalleitung CL kein Strom von den Pixeln 11 in den 9. bis 1024. Zeilen zugeführt. Folglich muss ein Signal der Signalleitung Sig nicht nur die Richtung des Stroms steuern, der der Signalleitung CL[1] von dem Pixel 11 zugeführt wird, sondern auch steuern, ob ein Strom zugeführt wird oder nicht.
Des Weiteren ist es bei der in 2(B) dargestellten Vorrichtung erforderlich, dass ein Signal der Signalleitung Sig, die nicht durch den Demultiplexer 13 ausgewählt wird, nicht bewirkt, dass der Signalleitung CL[1] ein Strom von dem Pixel 11 zugeführt wird.
Der in 2(B) dargestellte Codesignaltreiber 12 weist eine Funktion auf, Signale, die der Matrix A entsprechen, an die jeweiligen Anschlüsse auszugeben. Wenn beispielsweise die Matrix A acht Zeilen aufweist, werden acht Arten von Signalen gemäß einem Referenztaktsignal oder dergleichen an acht Anschlüsse [1] bis [8] ausgegeben. Zum Beispiel wird bei der Matrixvorrichtung mit 1024 Zeilen jedes dieser acht Signale von dem 7-Bit-Demultiplexer 13 an eine der 128 Signalleitungen Sig ausgegeben.
Es sei angemerkt, dass alle Elemente der ersten Zeile einer Hadamard-Matrix gleich sind. Dementsprechend kann in dem Fall, in dem eine Hadamard-Matrix als Matrix A verwendet wird, ein Anschluss des Codesignaltreibers 12 dazu konfiguriert sein, während der Messung der Stromwerte ständig das gleiche Signal auszugeben.
Darüber hinaus kann in dem Fall, in dem eine zyklische Matrix als Matrix A verwendet wird, der Codesignaltreiber 12 ein Schieberegister beinhalten, das eine Zeile (im Falle der ersten Matrix A₁) auswählen kann oder zwei Zeilen (im Falle der zweiten Matrix A₂), drei Zeilen (im Falle der dritten Matrix A₃) oder eine größere Anzahl von Zeilen gleichzeitig auswählen kann.
Die Signalleitung Sig kann entweder eine einzelne Leitung oder eine Kombination aus mehreren Leitungen sein. Beispielsweise kann eine Signalleitung Sig aus zwei Leitungen bestehen.
3(A) stellt ein Beispiel für eine Schaltung des Pixels 11[1, 1] dar. Das Pixel 11[1, 1] beinhaltet einen Transistor 14, eine Potentialversorgungsschaltung 15, einen Kondensator 16 und einen Schalter 17. Der Kondensator 16 ist zwischen einem Gate des Transistors 14 und einer ersten Signalleitung SigA[1] bereitgestellt. Es kann sich bei dem Schalter 17 um einen einzigen Transistor, eine Schaltung, die eine Kombination aus mehreren Transistoren beinhaltet, oder dergleichen handeln. Obwohl der Transistor 14 hier ein n-Kanal-Transistor ist, kann ferner auch ein p-Kanal-Transistor verwendet werden.
In 3(A) kann eine zweite Signalleitung SigB[1] über den Transistor 14 und den Schalter 17 mit der Signalleitung CL[1] verbunden sein. Es sei angemerkt, dass der Schalter 17, obwohl er in 3(A) zwischen der zweiten Signalleitung SigB[1] und dem Transistor 14 bereitgestellt ist, auch zwischen der Signalleitung CL[1] und dem Transistor 14 bereitgestellt sein kann. Der Schalter 17 ist in dem Fall eingeschaltet, in dem ein Strom zwischen der zweiten Signalleitung SigB[1] und der Signalleitung CL[1] fließt, und anderenfalls ist er ausgeschaltet. Es sei angemerkt, dass der Schalter 17 nicht notwendigerweise bereitgestellt sein muss. Zum Beispiel wird, damit kein Strom zwischen der zweiten Signalleitung SigB[1] und der Signalleitung CL[1] fließt, das Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] dem Potential der Signalleitung CL[1] angeglichen. Alternativ kann eine ähnliche Funktion erhalten werden, wenn von der Potentialversorgungsschaltung 15 ein Potential zugeführt wird, das verhindert, dass der Transistor 14 eingeschaltet wird.
Hier wird das Gate des Transistors 14 mit einem Potential von der Potentialversorgungsschaltung 15 versorgt. Die Potentialversorgungsschaltung 15 weist eine Funktion auf, das Gate in einen elektrisch schwebenden Zustand (einen elektrisch isolierten Zustand) zu versetzen, nachdem dem Gate das Potential zugeführt worden ist. Da der Kondensator 16 mit ausreichend hoher Kapazität zwischen dem Gate des Transistors 14 und der ersten Signalleitung SigA[1] bereitgestellt ist, schwankt ferner das Potential des Gates des Transistors 14 gemäß dem Potential der ersten Signalleitung SigA[1]. Außerdem kann die Stromrichtung in Abhängigkeit von dem Größenverhältnis zwischen dem Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] und dem Potential der Signalleitung CL[1] geändert werden. Darüber hinaus kann, indem das Potential der ersten Signalleitung SigA[1] angemessen eingestellt wird, die Potentialdifferenz zwischen einer Source (entweder der zweiten Signalleitung SigB[1] oder der Signalleitung CL[1], die ein niedrigeres Potential aufweist) und dem Gate des Transistors 14 unabhängig von der Stromrichtung konstant sein.
Die Signalleitung Sig[1] kann daher als aus der ersten Signalleitung SigA[1] und der zweiten Signalleitung SigB[1] bestehend angesehen werden. Eine konkrete Arbeitsweise wird nachstehend beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird der Schalter 17 eingeschaltet, um der Signalleitung CL[1] einen Strom zuzuführen. Zusätzlich wird das Potential der Signalleitung CL[1] auf V0 eingestellt.
Wenn beispielsweise das Potential der ersten Signalleitung SigA[1] bei VM liegt, das Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] bei VL (< V0) liegt und das Potential des Gates des Transistors 14 bei V1 liegt, kann, wie in 3(B) dargestellt, ein Strom mit dem Stromwert i[1, 1] von der Signalleitung CL[1] in das Pixel 11[1, 1] fließen. Das heißt, dass α[1] gleich 1 ist.
Dabei liegt das Potential des Gates des Transistors 14 bei V1, und das Potential der Source (bei der es sich in diesem Fall um die zweite Signalleitung SigB[1] mit dem niedrigeren Potential handelt) liegt bei VL; die Gate-Source-Potentialdifferenz ist daher V1 – VL. Damit der Transistor 14 in einem Sättigungsbereich arbeitet, wird beispielsweise die Gate-Source-Potentialdifferenz kleiner gewählt als die Drain-Source-Potentialdifferenz V0 – VL.
Des Weiteren kann dann, wenn das Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] bei VH (> V0) liegt, wie in 3(C) dargestellt, ein Strom mit dem Stromwert i[1, 1] von dem Pixel 11[1, 1] in die Signalleitung CL[1] fließen. Das heißt, dass α[1] gleich –1 ist.
Dabei liegt das Potential der Source des Transistors 14 (bei der es sich in diesem Fall um die Signalleitung CL[1] mit dem niedrigeren Potential handelt) bei V0. Damit der Transistor 14 eine Gate-Source-Potentialdifferenz aufweist, die derjenigen in 3(B) gleicht, wird das Potential der ersten Signalleitung SigA[1] auf VM + V0 – VL eingestellt. Das Potential der ersten Signalleitung SigA[1] erhöht sich um V0 – VL von VM, so dass sich auch das Potential des Gates des Transistors 14 um das gleiche Inkrement auf V1 + V0 – VL erhöht. Die Gate-Source-Potentialdifferenz ist folglich V1 – VL wie im Falle der 3(B).
Der Transistor 14 kann auch in diesem Fall dazu konfiguriert sein, im Sättigungsbereich zu arbeiten. Das heißt, dass die Gate-Source-Potentialdifferenz V1 – VL des Transistors 14 vorzugsweise kleiner ist als die Drain-Source-Potentialdifferenz VH – V0.
Es sei angemerkt, dass sowohl im Falle der 3(B) als auch im Falle der 3(C) der Drain-Source-Stromwert des Transistors 14, der im Sättigungsbereich arbeitet, idealerweise nur von der Gate-Source-Potentialdifferenz abhängt und nicht von der Drain-Source-Potentialdifferenz.
Es sei angemerkt, dass der Transistor 14 in einem anderen Bereich als dem Sättigungsbereich arbeiten kann; in diesem Fall muss verhindert werden, dass die Größe des Stroms in Abhängigkeit von der Stromrichtung schwankt (es muss verhindert werden, dass der Strom in Abhängigkeit von der Drain-Source-Potentialdifferenz schwankt). Insbesondere wird vorzugsweise V0 – VL = VH – V0, d. h. VH + VL = 2V0, erfüllt.
Auf diese Weise wird das Pixel 11[1, 1] durch die erste Signalleitung SigA[1] und die zweite Signalleitung SigB[1] gesteuert, wodurch das Pixel 11[1, 1] die Signalleitung CL[1] mit einem Strom versorgen kann, dessen Richtung geändert werden kann.
Es sei angemerkt, dass, da der Drain-Source-Stromwert des Transistors 14 wie oben beschrieben von der Gate-Source-Potentialdifferenz abhängt, eine Messung mit einer anderen Gate-Source-Potentialdifferenz auf ähnliche Weise durchgeführt werden kann.
Hier wird eine andere Kapazität als diejenige des Kondensators 16 in 3(A) ignoriert; in der Realität kann es jedoch notwendig sein, das Vorhandensein einer parasitären Kapazität (mit Ausnahme der Gate-Kapazität des Transistors 14) zu berücksichtigen. Wenn beispielsweise eine parasitäre Kapazität, die 1% der Kapazität des Kondensators 16 entspricht, an dem Gate des Transistors 14 vorliegt, ist das Potential des Gates des Transistors 14 zu dem Zeitpunkt, zu dem das Potential der zweiten Signalleitung SigB bei VH liegt, um ungefähr 1% niedriger als dasjenige in einem idealen Zustand. Das heißt, dass sich auch die Gate-Source-Potentialdifferenz um ungefähr 1% verringert.
Der Source-Drain-Strom des Transistors 14 wird entsprechend dem Gate-Potential bestimmt, so dass der Stromwert i in Abhängigkeit von der Richtung des Stroms I variiert. In dem Fall, in dem sich der Transistor 14 in einem idealen Sättigungszustand befindet, ist der Stromwert proportional zu dem Quadrat der Gate-Source-Potentialdifferenz, und demzufolge verringert er sich um ungefähr 2%. Deshalb müssen in dem Fall, in dem die in 3(A) dargestellte Schaltung verwendet wird, die erforderliche Messgenauigkeit und eine parasitäre Kapazität, die neben der Kapazität des Kondensators 16 vorliegt, berücksichtigt werden. Es sei angemerkt, dass die Gate-Kapazität des Transistors 14, die unabhängig von dem Potential der zweiten Signalleitung SigB nahezu konstant sein soll, außer Acht gelassen werden kann.
Bei einem Beispiel für ein Verfahren zum Verhindern eines Einflusses einer solchen parasitären Kapazität kann dann, wenn das Potential des Gates des Transistors 14 auf ein vorbestimmtes Potential eingestellt wird, das Potential der Signalleitung SigA[1] wie folgt eingestellt werden:
[Formel 20]

VM + V0 – VL / 2C1

Anschließend wird das Gate des Transistors 14 in einen elektrisch schwebenden Zustand versetzt, und dann wird das Potential der Signalleitung SigA[1] auf VM oder VM + V0 – VL eingestellt, wie in 3(B) oder 3(C) dargestellt. Auf jeden Fall verhält sich das Potential der Signalleitung SigA[1] in gleicher Weise und weist deshalb den gleichen Einfluss auf, unabhängig vom Vorhandensein der parasitären Kapazität. Jedoch kann man mit diesem Verfahren beispielsweise kein genaueres Potential des Gates des Transistors 14 zu dem Zeitpunkt erhalten, zu dem das Potential der Signalleitung SigA[1] bei VM liegt.
Es sei angemerkt, dass sich der Stromwert i infolge einer langfristigen Verwendung verändern kann; jedoch kommt es durch die langfristige Verwendung wahrscheinlich zu keiner Schwankung, da die parasitäre Kapazität durch die Form bestimmt wird. Deshalb kann dann, wenn die parasitäre Kapazität oder ihr Einfluss durch irgendein Verfahren bekannt werden kann, α den Beitrag der parasitären Kapazität umfassen. Beispielsweise kann in dem Fall, in dem ein Strom von der Signalleitung CL in das Pixel 11 fließt, α gleich 1 sein; in dem Fall, in dem die Stromrichtung entgegengesetzt ist, kann α gleich –0,99 sein. In diesem Fall unterscheidet sich α zwischen Pixeln. In gleicher Weise wie oben wird der Stromwert i unter Verwendung einer inversen Matrix einer Matrix berechnet, deren Elemente α sind.
Falls beispielsweise Ströme von der Signalleitung CL in die Pixel 11, d. h. das Pixel 11[1, 1], ein Pixel 11[2, 1], ein Pixel 11[3, 1], ein Pixel 11[4, 1], ein Pixel 11[5, 1], ein Pixel 11[6, 1], ein Pixel 11[7, 1] und ein Pixel 11[8, 1], fließen, sei α immer gleich 1; falls die Stromrichtung entgegengesetzt ist, sei α gleich –0,98, –0,99, –0,97, –0,99, –0,99, –0,98, –0,99 bzw. –0,97. In diesem Fall wird die vorstehende dritte Matrix A₃ wie folgt korrigiert: [Formel 21]
Konkrete Schaltungsbeispiele werden im Folgenden gezeigt. 4(A) zeigt ein Beispiel für ein Anzeigepixel, das für eine Anzeigevorrichtung verwendet wird, bei der lichtemittierende Elemente (lichtemittierende Dioden) für jeweilige Pixel in einer Matrix angeordnet sind. Ein Anzeigepixel 21[1, 1] in der ersten Zeile und der ersten Spalte der Anzeigevorrichtung beinhaltet einen Auswahltransistor 22, einen Kondensator 23, einen Treibertransistor 24, einen Transistor 25, einen Transistor 26 und ein lichtemittierendes Element 27. Der Kondensator 23, der Treibertransistor 24 und der Transistor 25 entsprechen hier dem Kondensator 16, dem Transistor 14 bzw. dem Schalter 17 in 3(A).
Hier werden der Transistor 25 und der Transistor 26 durch eine Signalleitung SigC[1] bzw. eine Signalleitung SigD[1] gesteuert.
Des Weiteren wird der Auswahltransistor 22 durch eine Zeilenauswahlleitung SL[1] gesteuert. In einem Durchlasszustand weist er eine Funktion auf, einem Gate des Treibertransistors 24 ein Potential einer Datenleitung DL[1] zuzuführen, und in einem Sperrzustand weist er eine Funktion zum Halten des Potentials auf. Daher entspricht er der Potentialversorgungsschaltung 15 in 3(A).
Durch das Verfahren, das anhand von 3(A) bis 3(C) beschrieben worden ist, kann die Richtung eines Stroms, der durch den Treibertransistor 24 fließt, unter Verwendung der ersten Signalleitung SigA und der zweiten Signalleitung SigB geändert werden. Es sei angemerkt, dass das Anzeigepixel 21[1, 1] das lichtemittierende Element 27 beinhaltet; deshalb ist, um zu verhindern, dass bei der Messung des durch den Treibertransistor 24 fließenden Stroms ein Strom in das lichtemittierende Element 27 fließt, vorzugsweise der Transistor 26 bei der Strommessung ausgeschaltet. Es sei angemerkt, dass der Transistor 26 unter der folgenden Bedingung nicht notwendigerweise bereitgestellt sein muss (4(B)): Auch wenn ein Strom in das lichtemittierende Element 27 fließt, verändert sich die Größe des Stroms nicht, der durch den Treibertransistor 24 fließt.
Es sei angemerkt, dass auch verhindert werden kann, dass der Strom in das lichtemittierende Element 27 fließt, indem die Potentiale der Signalleitung CL[1] und der zweiten Signalleitung SigB[1] auf geeignete Werte eingestellt werden oder indem das Potential einer Kathode des lichtemittierenden Elementes 27 auf einen geeigneten Wert eingestellt wird. Beim ersten Verfahren werden die Potentiale der Signalleitung CL[1] und der zweiten Signalleitung SigB[1] beispielsweise derart gewählt, dass die Potentialdifferenz zwischen einer Anode und der Kathode des lichtemittierenden Elementes 27 kleiner ist als der Schwellenwert des lichtemittierenden Elementes 27. Beim zweiten Verfahren wird in ähnlicher Weise das Potential der Kathode des lichtemittierenden Elementes 27 derart gewählt, dass die Potentialdifferenz zwischen der Anode und der Kathode des lichtemittierenden Elementes 27 kleiner ist als der Schwellenwert des lichtemittierenden Elementes 27 oder dass eine Sperrvorspannung angelegt wird.
Es wird ein Beispiel für die Arbeitsweise in dem Fall beschrieben, in dem der Stromwert i des Treibertransistors 24 des Anzeigepixels 21[1, 1] in 4(A) oder 4(B) berechnet wird. Zuerst wird der Auswahltransistor 22 eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt liegt das Potential der ersten Signalleitung SigA[1] bei VM, und das Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] liegt bei VL. Es sei angemerkt, dass das Potential der Signalleitung CL[1] bei V0 liegt; dieses Potential kann auch beim Anzeigen durch das Anzeigepixel 21[1, 1] bei V0 liegen.
Bevor der Auswahltransistor 22 ausgeschaltet wird, wird das Potential der Datenleitung DL[1] auf ein erstes Potential eingestellt. Dann wird der Auswahltransistor 22 ausgeschaltet. Ähnliche Vorgänge werden in den anderen Zeilen wiederholt, so dass die Potentiale der Gates der Treibertransistoren 24 aller Anzeigepixel 21, die der Strommessung zu unterziehen sind, auf das erste Potential eingestellt werden. Dabei schwankt das Potential des Gates des Treibertransistors 24 selbst nach dem Ausschalten des Auswahltransistors 22 nicht.
Danach werden die Potentiale der ersten Signalleitung SigA[1] und der zweiten Signalleitung SigB[1], wie anhand von 3(B) und 3(C) beschrieben, entsprechend der Richtung des Stroms eingestellt, der durch den Treibertransistor 24 fließt. Zur gleichen Zeit wird die Einstellung der ersten Signalleitungen SigA und der zweiten Signalleitungen SigB in den anderen Zeilen durchgeführt. Beispielsweise wird ein Muster der zweiten Zeile einer Hadamard-Matrix erhalten. Außerdem wird davor oder danach der Transistor 25 eingeschaltet. Dann wird der Strom I, der durch die Signalleitung CL fließt, spaltenweise gemessen.
Anschließend werden die Potentiale der ersten Signalleitung SigA und der zweiten Signalleitung SigB gemäß einem Muster der Richtungen von Strömen eingestellt, die durch weitere Treibertransistoren 24 fließen (z. B. einem Muster der dritten Zeile der Hadamard-Matrix); zu diesem Zeitpunkt wird der Strom I, der durch die Signalleitung CL fließt, spaltenweise gemessen. Der Stromwert i des Treibertransistors 24 dieses Anzeigepixels 21[1, 1] wird unter Verwendung der Ströme I berechnet, die durch Wiederholung derartiger Vorgänge gemessen werden. Bezüglich des Berechnungsverfahrens kann auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden.
In dem Fall, in dem es sich bei dem Potential des Gates des Treibertransistors 24 um ein zweites Potential handelt, wird der Stromwert auf ähnliche Weise berechnet.
5(A) zeigt ein weiteres Beispiel für ein Anzeigepixel, das für eine Anzeigevorrichtung verwendet wird, bei der lichtemittierende Elemente für jeweilige Pixel in einer Matrix angeordnet sind. Das Anzeigepixel 21[1, 1] in 4(B) ist derart aufgebaut, dass die Signalleitung SigA[1] und die Signalleitung SigB[1] parallel zu der Zeilenauswahlleitung SL[1] sind. Der Aufbau kann jedoch wie in 5(A) sein, in der die Signalleitungen Sig[1] die Zeilenauswahlleitung SL[1] kreuzen. In diesem Fall müssen die Signalleitung SigA[1] und die Signalleitung SigB[1] derart aufgebaut sein, dass sie die Signalleitung CL[1] kreuzen; dementsprechend ist die Signalleitung CL[1] derart aufgebaut, dass sie parallel zu der Zeilenauswahlleitung SL[1] ist. Eine derartige Modifikation ist möglich, da die Signalleitung CL[1] als Leitung zum Zuführen eines Stroms verwendet wird und in keinem Zusammenhang mit der Zeilenauswahl bei der Dateneingabe steht.
Bei der Konfiguration in 5(A) können der Codesignaltreiber, der anhand von 2(A) und 2(B) beschrieben worden ist, und ein Treiber (Datentreiber) zum Eingeben eines Signals in die Datenleitung auf derselben Seite angeordnet sein. Als Ergebnis kann beispielsweise die periphere Breite (Rahmenbreite) der Anzeigevorrichtung bei einem Paar von gegenüberliegenden Seiten (Seiten, die nicht mit dem Codesignaltreiber 12 versehen sind) verengt werden.
Es sei angemerkt, dass die zweite Signalleitung SigB[1] nur bei der Strommessung verwendet wird. Im Gegensatz dazu wird die Datenleitung DL[1] nicht bei der Strommessung verwendet. Daher kann eine Leitung sowohl als zweite Signalleitung SigB[1] als auch als Datenleitung DL[1] dienen. 5(B) zeigt ein Beispiel dafür. Bei diesem Beispiel kann die Datenleitung DL[1] auch als zweite Signalleitung SigB[1] verwendet werden; jedoch kann der Aufbau derart vorgenommen werden, dass eine weitere Datenleitung (z. B. eine Datenleitung DL[2]) auch als zweite Signalleitung SigB[1] verwendet wird.
6(A) zeigt ein Beispiel für ein Lichterfassungspixel, das für einen Bildsensor mit Lichterfassungselementen (z. B. Photodioden) verwendet wird, die in einer Matrix angeordnet sind. Ein Lichterfassungspixel 31[1, 1] in der ersten Zeile und der ersten Spalte des Bildsensors beinhaltet einen Rücksetztransistor 32, einen Kondensator 33, einen Verstärkertransistor 34, einen Transistor 35, einen Transistor 36 und ein Lichterfassungselement 37.
Der Kondensator 33, der Verstärkertransistor 34 und der Transistor 35 entsprechen hier dem Kondensator 16, dem Transistor 14 bzw. dem Schalter 17 in 3(A). Es sei angemerkt, dass der Transistor 35 durch die Signalleitung SigC[1] gesteuert wird. In dieser Zeichnung sind eine Source und ein Drain des Transistors 35 zwischen der Signalleitung SigB[1] und dem Verstärkertransistor 34 bereitgestellt; jedoch können die Source und der Drain auch zwischen der Signalleitung CL[1] und dem Verstärkertransistor 34 bereitgestellt sein.
Der Rücksetztransistor 32 und das Lichterfassungselement 37 weisen eine Funktion zum Zuführen und Halten eines Potentials auf, das für ein Gate des Verstärkertransistors 34 nötig ist, und daher entsprechen sie der Potentialversorgungsschaltung 15 in 3(A). Der Transistor 36 ist zwischen dem Gate des Verstärkertransistors 34 und einer Kathode des Lichterfassungselementes 37 bereitgestellt und wird durch eine Signalleitung SigE[1] gesteuert. Somit können die Kathode des Lichterfassungselementes 37 und das Gate des Verstärkertransistors 34 nach Bedarf miteinander verbunden werden.
Beispielsweise führen Schwankungen des Potentials der ersten Signalleitung SigA[1] zu Schwankungen des Potentials des Gates des Verstärkertransistors 34, was darin resultieren kann, dass das Potential der Kathode des Lichterfassungselementes 37 niedriger wird als das Potential seiner Anode. Dies könnte zu einer Fehlfunktion führen. In einem solchen Fall wird deshalb der Transistor 36 ausgeschaltet. Es sei angemerkt, dass auch ohne den Transistor 36 verhindert werden kann, dass das Potential der Kathode des Lichterfassungselementes 37 niedriger wird als das Potential der Anode.
Durch das Verfahren, das anhand von 3(A) bis 3(C) beschrieben worden ist, kann die Richtung eines Stroms, der durch den Verstärkertransistor 34 fließt, unter Verwendung der ersten Signalleitung SigA und der zweiten Signalleitung SigB geändert werden. Es sei angemerkt, dass der Drain-Source-Stromwert des Verstärkertransistors 34 in dem Fall, in dem er als Eigenschaft des Verstärkertransistors 34 gemessen wird, in einer Umgebung gemessen werden kann, in der das Lichterfassungselement 37 keinem Licht ausgesetzt ist, während das Potential, das für das Gate des Verstärkertransistors 34 nötig ist, unter Verwendung des Rücksetztransistors 32 gehalten wird.
Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem eine Messung der Lichtintensität und eine Datenübertragung unter Verwendung des Lichterfassungspixels 31[1, 1] durchgeführt werden, das Lichterfassungspixel 31 durch Einschalten des Transistors 35 ausgewählt wird. Deshalb kann eine Konfiguration eingesetzt werden, bei der auch ein Signal von einem Treiber zum Auswählen einer Zeile (Zeilenauswahltreiber) in die Signalleitung SigC eingegeben werden kann.
Es sei angemerkt, dass der Transistor 35 nicht notwendigerweise verwendet werden muss, um das Lichterfassungspixel 31 auszuwählen oder nicht auszuwählen. 6(B) zeigt ein Beispiel dafür. Bei dem in 6(B) dargestellten Lichterfassungspixel 31[1, 1] ist auch der Transistor 36 weggelassen.
In dem Fall, in dem das Lichterfassungspixel 31 nicht ausgewählt wird, ist das Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] vorzugsweise gleich dem Potential der Signalleitung CL[1]. Es sei angemerkt, dass bei der Strommessung das Potential der zweiten Signalleitung SigB[1], wie in 3(B) und 3(C) dargestellt, entsprechend einem Codesignal auf VH oder VL eingestellt wird.
Bei den Lichterfassungspixeln 31 können durch Messen von Strömen, die von der Signalleitung CL[1] in die Lichterfassungspixel 31 in mehreren Zeilen fließen, nicht nur Daten zum Korrigieren von Schwankungen der Eigenschaften der Verstärkertransistoren 34, sondern auch die Ausgaben der Lichterfassungselemente 37 erhalten werden. In diesem Fall werden, wie oben beschrieben, die Stromwerte der jeweiligen Verstärkertransistoren 34 (welche von den Ausgaben der Lichterfassungselemente 37 abhängen) mit hoher Genauigkeit erhalten. Folglich können Bilddaten (Abbildungsdaten) mit geringem Rauschen erhalten werden.
Bei dem obigen Beispiel werden die erste Signalleitung SigA und die zweite Signalleitung SigB als Signalleitung Sig verwendet und es werden ihre Potentiale getrennt eingestellt; jedoch können Vorgänge, die denjenigen in 3(A) ähnlich sind, lediglich mit der zweiten Signalleitung SigB durchgeführt werden, indem beispielsweise, wie in 7(A) dargestellt, ein Kondensator 18 hinzugefügt wird. Es sei angemerkt, dass die Kapazitäten des Kondensators 16 und des Kondensators 18 präzise gesteuert werden müssen. Im Folgenden wird der Grund dafür erläutert.
Hier wird die Kapazität des Kondensators 16 mit C1 bezeichnet, und die Kapazität des Kondensators 18 wird mit C2 bezeichnet. Dabei wird eine Elektrode des Kondensators 18 auf dem Potential des Gates des Transistors 14 gehalten, und die andere Elektrode wird auf einem konstanten Potential gehalten und kann beispielsweise, wie in 7(B) dargestellt, mit der Signalleitung CL[1] verbunden sein.
Wie oben beschrieben, liegt das Potential der zweiten Signalleitung SigB bei VH oder VL; wenn das Potential der zweiten Signalleitung SigB bei VL liegt, liegt das Potential des Gates des Transistors 14 bei V1. Nach dem Ladungserhaltungssatz wird dann, wenn das Potential der zweiten Signalleitung SigB bei VH liegt, das Potential des Gates des Transistors 14 wie folgt dargestellt:
[Formel 22]

V1 + C1 / C1 + C2(VH – VL)

Dabei wird die Kapazität C2 derart gewählt, dass sich der zweite Term zu V0 – VL berechnet, nämlich,
[Formel 23]

C2 = VH – V0 / V0 – VLC1

Wenn beispielsweise VH + VL = 2V0 erfüllt wird, wird die Kapazität C2 der Kapazität C1 angeglichen.
Dabei wird die Genauigkeit selbst von einer sehr geringen Differenz zwischen der Kapazität C1 und der Kapazität C2 beeinflusst. Wenn beispielsweise C1 um 1% höher ist als C2, ist das Potential des Gates des Transistors 14 zu dem Zeitpunkt, zu dem das Potential der zweiten Signalleitung SigB bei VH liegt, um ungefähr 1% höher als dasjenige in einem idealen Zustand. Das heißt, dass auch die Gate-Source-Potentialdifferenz um ungefähr 1% zunimmt. Der Source-Drain-Strom des Transistors 14 wird entsprechend dem Gate-Potential bestimmt, so dass der Stromwert i in Abhängigkeit von der Richtung des Stroms I variiert. In dem Fall, in dem sich der Transistor 14 in einem idealen Sättigungszustand befindet, ist der Stromwert proportional zu dem Quadrat der Gate-Source-Potentialdifferenz, und daher erhöht er sich um ungefähr 2%. Deshalb müssen in dem Fall, in dem die in 7(A) dargestellte Schaltung verwendet wird, die erforderliche Messgenauigkeit und Genauigkeit beim Verarbeiten des Kondensators 16 und des Kondensators 18 berücksichtigt werden.
Wenn beispielsweise die Fehlerspanne bei der Strommessung 2% beträgt, ist eine akzeptable Differenz zwischen der Kapazität C1 und der Kapazität C2 weniger als 1%; jedoch muss dann, wenn es erforderlich ist, dass die Fehlerspanne bei der Strommessung 0,2% beträgt, die Differenz zwischen der Kapazität C1 und der Kapazität C2 weniger als 0,1% sein. Es sei angemerkt, dass auch eine solche Kapazitätsdifferenz durch das oben beschriebene Verfahren korrigiert werden kann.
Das Anzeigepixel 21[1, 1], das in 8(A) dargestellt ist, ist eine Modifikation des Anzeigepixels 21[1, 1], das in 4(A) dargestellt ist, und weist eine Struktur auf, bei der eine der Elektroden des Kondensators 23, die in 4(A) mit der ersten Signalleitung SigA[1] verbunden ist, auf einem festen Potential gehalten wird. Es sei angemerkt, dass auch eine Struktur ohne den Kondensator 23 zum Einsatz kommen kann.
Um die Stromrichtung in dieser Schaltung zu ändern, wird der Auswahltransistor 22 eingeschaltet, das Gate des Treibertransistors 24 wird auf ein geeignetes Potential eingestellt, und dann wird der Auswahltransistor 22 ausgeschaltet. Das heißt, dass dann, wenn das Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] auf VL eingestellt wird, das Potential des Gates des Treibertransistors 24 auf V1 eingestellt wird; wenn das Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] auf VH eingestellt wird, wird das Potential des Gates des Treibertransistors 24 auf V1 + V0 – VL eingestellt. Auf diese Weise kann der oben beschriebene Einfluss der parasitären Kapazität verringert werden. Es sei angemerkt, dass das Potential des Gates des Treibertransistors 24 auf einen anderen Wert eingestellt werden kann. Beispielsweise kann gemäß den Eigenschaften des Pixels 11 das Potential des Gates des Treibertransistors 24 von dem vorstehenden Potential geändert werden.
Bei diesem Verfahren ist es erforderlich, dass das Potential des Gates des Treibertransistors 24 mit ausreichender Genauigkeit wie oben eingestellt wird; vor allem muss das Potential der Datenleitung DL[1] genau gesteuert werden. Außerdem müssen im Besonderen Spannungsschwankungen zu dem Zeitpunkt, zu dem der Auswahltransistor 22 ausgeschaltet wird, ausreichend verringert werden. Auf die vorstehende Beschreibung kann bezüglich des Einflusses des Potentials des Gates des Treibertransistors 24 auf den Stromwert verwiesen werden.
Das Anzeigepixel 21[1, 1], das in 8(B) dargestellt ist, ist eine Modifikation des Anzeigepixels 21[1, 1], das in 5(A) dargestellt ist, und weist eine Struktur auf, bei der eine der Elektroden des Kondensators 23, die in 5(A) mit der ersten Signalleitung SigA[1] verbunden ist, auf einem festen Potential gehalten wird. Es sei angemerkt, dass auch eine Struktur ohne den Kondensator 23 zum Einsatz kommen kann. Die Schaltung dieses Beispiels ist derart aufgebaut, dass die Auswahltransistoren 22 der Anzeigepixel 21 in mehreren Zeilen, die der Strommessung zu unterziehen sind, gleichzeitig eingeschaltet werden.
Um die Stromrichtung in dieser Schaltung zu ändern, wird der Auswahltransistor 22 eingeschaltet, und die Datenleitung DL[1] wird auf ein geeignetes Potential eingestellt. Das heißt, dass dann, wenn das Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] auf VL eingestellt wird, das Potential der Datenleitung DL[1] auf V1 eingestellt wird; wenn das Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] auf VH eingestellt wird, wird das Potential der Datenleitung DL[1] auf V1 + V0 – VL eingestellt. Es werden auch die Potentiale der anderen Datenleitungen DL gemäß den Potentialen der entsprechenden zweiten Signalleitungen SigB eingestellt. Da der Auswahltransistor 22 eingeschaltet ist, ist das Potential des Gates des Treibertransistors 24 im Wesentlichen gleich dem Potential der Datenleitung DL[1].
Auf diese Weise kann der oben beschriebene Einfluss der parasitären Kapazität verringert werden. Zudem kann im Vergleich zu dem in 8(A) dargestellten Fall verhindert werden, dass das Potential des Gates des Treibertransistors 24 in einer Periode, in der der Auswahltransistor 22 ausgeschaltet ist, infolge eines Leckstroms des Auswahltransistors 22 schwankt. Dieses Verfahren verhindert auch, dass das Potential des Gates des Treibertransistors 24 schwankt, wenn der Auswahltransistor 22 ausgeschaltet wird.
Es sei angemerkt, dass auch in dem Fall, in dem die Schaltung nicht derart aufgebaut ist, dass die Auswahltransistoren 22 der Anzeigepixel 21 in mehreren Zeilen, die der Strommessung zu unterziehen sind, gleichzeitig eingeschaltet werden, die Schwankungen des Potentials des Gates des Treibertransistors 24 unterdrückt werden können, indem das Potential der Datenleitung DL[1] entsprechend dem Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] eingestellt wird.
Die vorstehende Technik kann auch auf das in 6(A) oder 6(B) dargestellte Lichterfassungspixel 31[1, 1] angewendet werden. In 9(A), die ein Modifikationsbeispiel des in 6(A) dargestellten Lichterfassungspixels 31[1, 1] zeigt, wird eine der Elektroden des Kondensators 33, die in 6(A) mit der ersten Signalleitung SigA[1] verbunden ist, auf einem festen Potential gehalten. Es sei angemerkt, dass auch eine Struktur ohne den Kondensator 33 zum Einsatz kommen kann.
Bei diesem Beispiel können die Rücksetztransistoren 32 zeilenweise gesteuert werden. Des Weiteren ist dann, wenn der Rücksetztransistor 32 eingeschaltet ist, das Potential des Gates des Verstärkertransistors 34 gleich dem Potential einer Signalleitung SigF[1]. Es sei angemerkt, dass diese Anordnung der Signalleitung SigF ermöglicht, dass die Gates der Verstärkertransistoren 34 der Lichterfassungspixel 31 in derselben Zeile das gleiche Potential aufweisen.
Beispielsweise wird das Potential der Signalleitung SigF[1] entsprechend dem Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] eingestellt, wodurch die Stromrichtung wie bei dem in 6(A) dargestellten Lichterfassungspixel 31[1, 1] geändert werden kann. Insbesondere wird dann, wenn das Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] bei VL liegt, das Potential der Signalleitung SigF[1] auf V1 eingestellt; wenn das Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] bei VH liegt, wird das Potential der Signalleitung SigF[1] auf V1 + V0 – VL eingestellt. Danach wird der Rücksetztransistor 32 ausgeschaltet. Auf diese Weise kann der oben beschriebene Einfluss der parasitären Kapazität verringert werden.
Ferner sind beispielsweise in dem Fall, in dem die Schaltung wie in 9(B) aufgebaut ist, in der die Rücksetztransistoren 32 der Lichterfassungspixel 31 in mehreren Zeilen, die der Strommessung zu unterziehen sind, gleichzeitig eingeschaltet werden, die Rücksetztransistoren 32 vorzugsweise während der Strommessung eingeschaltet. Da der Rücksetztransistor 32 eingeschaltet ist, ist das Potential des Gates des Verstärkertransistors 34 im Wesentlichen gleich dem Potential der Signalleitung SigF[1], und es kann verhindert werden, dass das Potential des Gates des Verstärkertransistors 34 in einer Periode, in der der Rücksetztransistor 32 ausgeschaltet ist, infolge eines Leckstroms des Rücksetztransistors 32 schwankt.
Es sei angemerkt, dass auch in dem Fall, in dem die Schaltung nicht derart aufgebaut ist, dass die Rücksetztransistoren 32 der Lichterfassungspixel 31 in mehreren Zeilen, die der Strommessung zu unterziehen sind, gleichzeitig eingeschaltet werden, die Schwankungen des Potentials des Gates des Verstärkertransistors 34 unterdrückt werden können, indem das Potential der Signalleitung SigF[1] entsprechend dem Potential der zweiten Signalleitung SigB[1] eingestellt wird.
In der vorstehenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass Potentialschwankungen aufgrund eines Leitungswiderstandes und eines Stroms geringfügig sind. Im Allgemeinen gilt: Potentialschwankungen sind wesentlicher, wenn eine Leitung länger ist oder wenn ein höherer Strom fließt; eine Leitung kann daher je nach der Position eine nicht unerhebliche Potentialdifferenz aufweisen. Zum Beispiel kann in dem in 3(C) dargestellten Zustand das Potential der Source des Transistors 14, abhängig von dem Widerstand und dem Strom der Signalleitung CL[1], möglicherweise nicht mehr als V0 angesehen werden.
In einem solchen Fall könnte sich die Source-Drain-Potentialdifferenz (V1 – VL) in 3(B) von der Source-Drain-Potentialdifferenz in 3(C) unterscheiden. Wenn dies einfach durch die Position in der Leitung bestimmt wird, kann dies mittels des oben beschriebenen Korrekturverfahrens behandelt werden.
Beim oben gezeigten Verfahren müssen jedoch, da Ströme, die von einer Vielzahl von Pixeln zugeführt werden, über einen Teil der Signalleitung CL in eine weitere Vielzahl von Pixeln fließen, auch die lokalen Potentialschwankungen berücksichtigt werden. Deshalb muss man unter Berücksichtigung eines Leitungswiderstandes und eines (lokalen) Stroms bestimmen, ob die Potentialschwankungen in der Praxis geringfügig sind. In dem Fall, in dem beispielsweise aufeinanderfolgende N Pixel, die der Signalleitung CL Ströme zuführen können, verwendet werden und der Stromwert i des jeweiligen Pixels durch das oben gezeigte Verfahren gemessen wird, muss, um solche Potentialschwankungen zu ignorieren, die folgende Bedingung erfüllt werden: [Formel 24]
Hier stellt ΔV1 einen akzeptablen (geringfügigen) Fehler in dem Potential des Gates des Transistors 14 dar, R stellt den Widerstand pro Längeneinheit der Signalleitung CL dar, ν stellt die Pixeldichte pro Längeneinheit dar, und i_max stellt den Maximalwert der Stromwerte der N Pixel dar.
Beispielsweise sei ΔV1 2 mV, R sei 100 Ω/cm, ν sei 100/cm, und i_max sei 10 μA; N = 8 erfüllt die Bedingung, da sich die rechte Seite der vorstehenden Formel zu 0,64 mV berechnet, während N = 16 die Bedingung nicht erfüllt, da sie sich zu 2,6 mV berechnet. Dies deutet darauf hin, dass die größte Potentialdifferenz in der Signalleitung CL für acht Pixel 0,64 mV beträgt.
Es sei angemerkt, dass die Potentialschwankungen, die verursacht werden, wenn ein anderer Strom durch die Signalleitung CL fließt, im Wesentlichen durch die Position bestimmt werden. In dem Fall, in dem beispielsweise die Länge der Signalleitung CL 10 cm beträgt und der höchste Strom, der bei der Strommessung fließt, 10 μA beträgt, betragen Potentialschwankungen (d. h. der Maximalwert der Potentialdifferenz, die von der Position in der Signalleitung CL abhängt) 10 mV. Dieser Wert kann, da er entsprechend der Position bestimmt wird, mittels des oben beschriebenen Korrekturverfahrens behandelt werden.
Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem in jeder Zeile der oben beschriebenen Matrix A die Summe 0 beträgt, die Größe eines tatsächlich gemessenen Stroms höchstens N/2 der Standardabweichung der Stromwerte der gemessenen Pixel beträgt. Daher ist die Größe des gemessenen Stroms kleiner, wenn der Stromwert weniger schwankt; dementsprechend werden die Potentialschwankungen aufgrund des Widerstandes und des Stroms der Signalleitung CL verringert. Wenn beispielsweise bei dem obigen Beispiel die Größe des tatsächlich gemessenen Stroms 1 μA beträgt, beträgt der Maximalwert der Potentialdifferenz, die von der Position in der Signalleitung CL abhängt, 1 mV; folglich ist keine Korrektur erforderlich.
Eine ähnliche Diskussion muss auch über die Signalleitung SigB geführt werden.
Die vorstehende Strommessung umfasst eine Messung von Potentialschwankungen aufgrund einer Ladung, die in einen Kondensator mit einer bestimmten Kapazität injiziert oder aus ihm entnommen wird, sowie eine Messung dauerhafter oder vorübergehender Schwankungen einer physikalischen Größe (darunter auch eines Potentials, eines Magnetfeldes, der Zeit, einer Temperatur und dergleichen), welche direkt oder indirekt durch einen Strom hervorgerufen werden, oder eine Bestimmung des Größenverhältnisses.
Abgesehen von der Verwendung für die vorstehende Messung der Stromwerte (die durch die Gate-Potentiale und dergleichen bestimmt werden) des Transistors 14, des Treibertransistors 24 und des Verstärkertransistors 34 können die Schaltungen, die in 3 bis 9 dargestellt sind, für weitere Anwendungen verwendet werden.
Bezugszeichenliste

11: Pixel
12: Codesignaltreiber
13: Demultiplexer
14: Transistor
15: Potentialversorgungsschaltung
16: Kondensator
17: Schalter
18: Kondensator
21: Anzeigepixel
22: Auswahltransistor
23: Kondensator
24: Treibertransistor
25: Transistor
26: Transistor
27: lichtemittierendes Element
31: Lichterfassungspixel
32: Rücksetztransistor
33: Kondensator
34: Verstärkertransistor
35: Transistor
36: Transistor
37: Lichterfassungselement
CL: Signalleitung
SL: Zeilenauswahlleitung
DL: Datenleitung
Sig: Signalleitung
SigA: Signalleitung
SigB: Signalleitung
SigC: Signalleitung
SigD: Signalleitung
SigE: Signalleitung
SigF: Signalleitung
i: Stromwert
I: Strom

Claims

Ein Messverfahren für eine Vorrichtung, die umfasst: N Komponenten; eine erste Leitung; und zweite Leitungen, die die erste Leitung kreuzen, wobei jede Komponente die erste Leitung mit einem Strom versorgen kann, dessen Richtung geändert werden kann, wobei jede Komponente eine Potentialversorgungsschaltung, einen Transistor und einen Kondensator umfasst, wobei die Vorrichtung derart aufgebaut ist, dass zu einem Zeitpunkt ein Anschluss von Source und Drain des Transistors ein Potential aufweist, das gleich demjenigen der ersten Leitung ist, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors ein Potential aufweist, das gleich demjenigen einer dritten Leitung ist, und wobei die Vorrichtung derart aufgebaut ist, dass sich das Potential der zweiten Leitung in dem Fall, in dem jede Komponente die erste Leitung mit einem Strom in einer ersten Richtung versorgt, von dem Potential der zweiten Leitung in dem Fall unterscheidet, in dem jede Komponente die erste Leitung mit einem Strom in einer zweiten Richtung versorgt, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, wobei das Verfahren umfasst: einen Prozess, in dem die Stromrichtungen der N Komponenten getrennt eingestellt werden und ein Strom, der durch die erste Leitung fließt, N-mal gemessen wird; und einen Prozess, in dem die Größe eines Stroms, der durch ein jeweiliges elektrisches Element fließt, basierend auf Strömen I[1] bis I[N], die durch die N Messungen erhalten werden, und auf Kombinationen der Stromrichtungen der Komponenten in den N Messungen berechnet wird, wodurch die Größe des Stroms bestimmt wird, der der Leitung von der Komponente zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass: sich die N Messungen bezüglich der Kombination der Stromrichtungen der N Komponenten voneinander unterscheiden, und die Größe des Stroms, der durch das jeweilige elektrische Element fließt, unter Verwendung eines Polynoms der Ströme I[1] bis I[N] berechnet wird.
Ein Messverfahren für eine Vorrichtung, die umfasst: Komponenten, die in einer Matrix mit N Zeilen und M Spalten (N und M sind jeweils eine ganze Zahl größer als oder gleich 2) angeordnet sind; M erste Leitungen; und N zweite Leitungen, die die ersten Leitungen kreuzen, wobei jede Komponente eine der M ersten Leitungen mit einem Strom versorgen kann, dessen Richtung geändert werden kann, wobei jede Komponente eine Potentialversorgungsschaltung, einen Transistor und einen Kondensator umfasst, wobei die Vorrichtung derart aufgebaut ist, dass zu einem Zeitpunkt ein Anschluss von Source und Drain des Transistors jeder Komponente ein Potential aufweist, das gleich demjenigen der ersten Leitung ist, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors ein Potential aufweist, das gleich demjenigen der zweiten Leitung ist, und wobei die Vorrichtung derart aufgebaut ist, dass sich das Potential der zweiten Leitung in dem Fall, in dem jede Komponente die erste Leitung mit einem Strom in einer ersten Richtung versorgt, von dem Potential der zweiten Leitung in dem Fall unterscheidet, in dem jede Komponente die erste Leitung mit einem Strom in einer zweiten Richtung versorgt, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, wobei das Verfahren umfasst: einen Prozess, in dem die Potentiale der N zweiten Leitungen getrennt eingestellt werden und Ströme, die durch die M ersten Leitungen fließen, jeweils N-mal gemessen werden, und einen Prozess, in dem die Größe eines Stroms, der durch ein jeweiliges elektrisches Element in einer m-ten Spalte (m ist eine ganze Zahl, die größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich M ist) fließt, basierend auf Strömen I[1, m] bis I[N, m] der ersten Leitung in der m-ten Spalte, welche durch die N Messungen erhalten werden, und auf Kombinationen der Potentiale der N zweiten Leitungen in den N Messungen berechnet wird, wodurch die Größe des Stroms bestimmt wird, der von der jeweiligen Komponente zu der entsprechenden ersten Leitung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass: sich die N Messungen bezüglich der Kombination der Potentiale der N zweiten Leitungen voneinander unterscheiden, und die Größe des Stroms, der durch das jeweilige elektrische Element in der m-ten Spalte fließt, unter Verwendung eines Polynoms der Ströme I[1, m] bis I[N, m] berechnet wird.
Das Messverfahren nach Anspruch 2, das dadurch gekennzeichnet ist, dass: das Polynom der Ströme I[1, m] bis I[N, m] durch ein Produkt einer inversen Matrix einer quadratischen Matrix A mit N Zeilen und einer Matrix mit N Zeilen und M Spalten dargestellt werden kann, deren Elemente die Ströme I[1, m] bis I[N, m] sind, und es sich bei keinem Element der inversen Matrix der quadratischen Matrix A mit N Zeilen um 0 handelt.
Das Messverfahren nach Anspruch 3, das dadurch gekennzeichnet ist, dass sämtliche Elemente der inversen Matrix der quadratischen Matrix A mit N Zeilen die gleiche Größe aufweisen.
Das Messverfahren nach Anspruch 3, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es sich bei der quadratischen Matrix A mit N Zeilen um eine Hadamard-Matrix handelt.
Das Messverfahren nach Anspruch 3, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es sich bei der quadratischen Matrix A mit N Zeilen um eine zyklische Matrix handelt.
Das Messverfahren nach Anspruch 3, das dadurch gekennzeichnet ist, dass: N ein Vielfaches von 4 ist, und die Summe der Elemente einer bestimmten Zeile der quadratischen Matrix A mit N Zeilen 2 oder –2 beträgt.
Das Messverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es unter Verwendung der Vorrichtung praktiziert wird, die ferner N dritte Leitungen umfasst, wobei die Vorrichtung derart aufgebaut ist, dass jede dritte Leitung ein Potential aufweist, das gleich demjenigen der anderen Elektrode des Kondensators der entsprechenden Komponente ist, und wobei die Vorrichtung derart aufgebaut ist, dass sich das Potential der dritten Leitung in dem Fall, in dem jede Komponente die erste Leitung mit dem Strom in der ersten Richtung versorgt, von dem Potential der dritten Leitung in dem Fall unterscheidet, in dem jede Komponente die erste Leitung mit dem Strom in der zweiten Richtung versorgt.
Das Messverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es unter Verwendung der Vorrichtung praktiziert wird, die derart aufgebaut ist, dass sich das Potential eines Gates des Transistors jeder Komponente in dem Fall, in dem jede Komponente die erste Leitung mit dem Strom in der ersten Richtung versorgt, von demjenigen in dem Fall unterscheidet, in dem jede Komponente die erste Leitung mit dem Strom in der zweiten Richtung versorgt.
Eine Matrixvorrichtung mit einer Konfiguration, bei der das Messverfahren nach Anspruch 1 ausgeführt werden kann.
Die Matrixvorrichtung nach Anspruch 10, die eine Anzeigevorrichtung oder eine Lichterfassungsvorrichtung ist.
Ein Betriebsverfahren einer Matrixvorrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Eingangs- oder Ausgangsdaten basierend auf den Stromwerten von Komponenten korrigiert werden, die durch das Messverfahren nach Anspruch 1 gemessen werden.