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CN1643563A - 具有矩阵型电流负载驱动电路的半导体器件及其驱动方法 - Google Patents

具有矩阵型电流负载驱动电路的半导体器件及其驱动方法 Download PDF

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CN1643563A CNA038062704A CN03806270A CN1643563A CN 1643563 A CN1643563 A CN 1643563A CN A038062704 A CNA038062704 A CN A038062704A CN 03806270 A CN03806270 A CN 03806270A CN 1643563 A CN1643563 A CN 1643563A
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Abstract

一种执行有源驱动电流编程的半导体器件，包括电流负载单元，每个电流负载单元具有以矩阵形式设置的电流负载和电流负载驱动电路，其能够几乎不改变电流负载驱动电路的结构而减小电流驱动器的电路规模，以及该半导体器件的驱动方法。电流负载单元(113、114)包括电流负载驱动电路，该电流负载驱动电路配备有：晶体管(115)，其与第一和第二电源(109、110)之间的电流负载(122)串联；电容器(116)，其连接在晶体管(115)的控制端和第一电源(109)之间；以及开关(117、118)，其连接在晶体管(115)的控制端和对应的数据线之间。电流驱动器的输出(101)通过选择器连接至多个数据线，多个数据线通过选择器连接至电流驱动器的一个输出，并且在一个水平周期中以时分方式驱动控制与各个数据线相对应的每个电流负载单元的至少一个开关。

Description

具有矩阵型电流负载驱动电路的半导体器件及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种配备有电流负载和电流负载驱动电路的半导体器件以及其驱动方法，更具体的，本发明涉及一种半导体器件，其中的电流负载和电流负载驱动电路以矩阵形式设置，并实施有源驱动，以及该半导体器件的驱动方法。
背景技术
图1是示出了以矩阵形式设置其中的电流负载的半导体器件的已知结构的图。正发现半导体器件有各种应用。在图1中，半导体器件200包括平行设置的多个数据线202，在垂直于数据线202的方向平行设置的多个扫描线203，以及分别在数据线202和扫描线203的交叉点处设置的电流负载单元201的矩阵。数据线202是通过电压驱动器或电流驱动器230电压驱动或电流驱动的。通过扫描电路240驱动扫描线203。半导体器件的例子包括有机EL(电致发光)显示设备，其中有机EL元件是作为电流负载单元201使用的电流负载。
有两种主要的用于半导体器件的驱动方法，其中以矩阵形式设置电流负载，如下：
(1)无源驱动，一个接一个地选择线，并且仅在选择的时间周期中驱动负载；以及
(2)有源驱动，一个接一个地选择线，通过存储用于在选择出的时间周期内驱动负载的信息，即与供给每一电流负载的电流值的电压，来存储电流值，并因此利用存储的电流值驱动负载直至在下一次选择出相同的线。
无源驱动装置由电流负载构成。例如，如图2(a)所示，以矩阵形式设置的电流负载单元201仅仅以具有多个数据线202、多个扫描线203和每一个都连接在各自的数据线202和扫描线203之间的多个电流负载206的简单结构来实现。可是，在无源驱动装置中，由于仅在选择的时间周期中驱动负载，因此需要大的电流。因此，在无源驱动装置的情况下，电流负载206瞬间承受重负载，这会引起形成电路负载206的元件的可靠性的问题。此外，由于效率的下降，无源驱动器消耗了大量的电力。
另一方面，在有源驱动装置中，以矩阵形式设置的电流负载单元201包括多个数据线202、多个数据线203、电流负载206以及电流负载驱动电路207，每一个电流负载驱动电路207与电流负载206相连，且连接在数据线202和扫描线203之间，以用于存储与供给至每个电流负载206以驱动如图2(b)所示的负载的电流值相对应的电压。
各个电流负载单元201中的电流负载驱动电路207由晶体管等组成。和无源驱动装置的结构相比，电流负载单元201具有复杂的结构。尽管如此，有源驱动装置需要小的驱动负载电流，并且在电流负载上的负载减小了，这是因为从选择出某一线(行)到选择完全部的线(行)之后下一次选择相同线的较长时间周期中对它们进行驱动。此外，由于它的高效率，有源驱动装置消耗了少量的电力。由于上面提到的原因，在电流负载上的负载和电力消耗方面，有源驱动可以比无源驱动先进。
可将用于有源驱动的电流负载驱动电路207的结构广泛地分成两种类型：在一种类型中(称作“电压写入结构”)，存储要通过向各个电流负载驱动电路供给电压的半导体器件(在图1的电压驱动器230)所施加的电压，并通过与存储电压相对应的电流驱动各个负载；在另一种类型中(称作“电流编程结构”)，通过向各个电流驱动电路207供给电流的半导体器件(在图1的电压驱动器230)施加电流，存储与该电流对应的电压，并且通过对应于该电流的电流来驱动负载。
将有机EL显示设备作为一个例子，它常常是这种情况：电流存储在每个图像元素或像素的有机EL元件中，并且电流负载驱动电路由多晶硅薄膜晶体管(缩写为“p-SiTFT”)形成。顺便提及，由于p-SiTFT(通过低温p-Si处理获得)具有高场效应迁移率(mobility)，可能利用显示器基板集成部分的外围电路或驱动器，这获得了高速度和大电流开关控制。
如在图3(见该专利申请的图7)中示出的，在已公开的日本专利申请No.HEI5-107561中已经给出了电压写入结构。一个像素显示部分210包括：发光元件220，其一端(阳极端)连接至电源线204；由多晶硅n-沟道MOSFET组成的TFT(薄膜晶体管)211，其漏极连接至发光元件220的另一端(阴极端)，并且其源极连接至接地线205；连接在TFT 211的栅极和接地线205之间的保持电容器212；位于TFT211的栅极和数据线202之间的开关213。控制线K215连接至开关213的控制端，并且根据经控制线K215(在下文中通过相同的参考数字表示控制线和在控制线上传输的信号)传输的控制信号K215实施接通/断开控制。当控制信号K215变成有效并且开关213被接通时，通过数据线202的电压对保持电容器212充电。同时，将数据线202的电压作为栅极电压施加至TFT 211，从而接通TFT 211。因此，允许电源线204的电流路径、发光元件220和接地线205导电，并且发光元件发射光。发光元件220的亮度或发光度根据TFT 211的栅极电压改变。
可是，对于p-SiTFT，各个晶体管的电流容量存在相当大的变化，并且因此，即使当使用相同的电压时，在TFT之间的驱动电流也极可能不同。在这种情况下，有机EL元件的亮度产生变化，并且显示精度降低了。
为了解决该问题，已经提出一些方案，例如，如在图4(见该专利申请的图1)中示出的，在公开的日本专利申请No.HEI11-282419中已经给出了电流编程结构。对于该结构，仅通过邻近区域中的TFT的电流容量的相对小的变化产生效用，并可以获得高精度的显示。
参考图4，在该电路中，图3中的开关213的一端不是连接至TFT211的栅极，而是连接至由多晶硅n-沟道MOSFET组成的TFT 216(电流转换元件)的栅极，TFT 216的栅极和漏极彼此连接(也就是二极管连接)，TFT 216的源极连接至接地线205。此外，TFT 216的漏极通过开关214连接至数据线202，并且两个开关213和214的控制端连接至控制线K215。将用于控制有机EL元件的亮度的控制信号作为可变控制电流供给至数据线。TFT 216通过开关214将电流输入转换成电压。
可是，用于电流编程结构的电流驱动器需要用于向各个数据线供给电流的输出电路，从而能够在一线(行)选择周期中通过数据线同时向选择的线上的各个电流负载驱动电路供给电流。因此，必须向全部数据线提供尽可能多的电流驱动器，这样提高了成本。
此外，存在另一个问题，即电流驱动器和具有以矩阵形式设置的用于有源驱动的电流负载单元的器件之间的接触点增加了，其减小了可靠性和生产率。
此外，已经考虑在同一基板上形成带有p-SiTFT的电压驱动器或电流驱动器以及有机EL元件矩阵和电流负载驱动电路，以便减小部件的数量和成本。然而在这种情况下，因为当电流驱动器部分的电流规模变大时，在整体上器件的电路尺寸或规模增大了，因此产量、可靠性和生产率降低了。
如上面所述，通常的器件和驱动方法具有如下问题。
第一个问题是：在对其进行有源驱动电流编程的半导体器件中，包括电流负载和电流负载驱动电路的矩阵，电流驱动器的成本增加，并且难以提高生产率和可靠性。
这是因为，需要包括电流负载和电流负载驱动电路的矩阵的器件的数据线数量的输出，以及由此需要多个电流驱动器，其增加了部件的数量。
第二个问题是：在对其进行有源驱动电流编程的半导体器件中，包括电流负载和电流负载驱动电路的矩阵，在半导体器件配备有内置电流驱动器的情况下，成本增加，并且难以提高生产率和可靠性。
这是因为，必须把来自电流驱动器的电流供给输出提供给包括电流负载和电流负载驱动电路的矩阵的器件的全部数据线，以及由此，电流驱动器的电路规模变大了，并且在整体上器件的电路尺寸和规模增大了，引起了产量的下降。
因此，本发明的目的是提供一种对其进行有源驱动电流编程的半导体器件，以及半导体器件的驱动方法，该半导体器件包括电流负载单元，每个电流负载单元具有以矩阵形式设置的电流负载和电流负载驱动电路，该半导体器件能够几乎不改变电流负载驱动电路的结构而减小电流驱动器的电路规模。
发明内容
根据本发明的第一方面，为了实现上述目的，提供一种执行有源驱动电流编程的半导体器件，包括：电流负载单元，每个电流负载单元具有以矩阵形式设置的电流负载和电流负载驱动电路；以及用于相对于来自电流驱动器的一个电流输出一个接一个地选择多个数据线、并把电流输出供给选择的数据线的装置，其中电流驱动器用于把电流供给各个数据线；其中，每个电流负载单元中的电流负载驱动电路包括：晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极直接连接至电流负载或通过用于向电流负载供给电流的开关连接至电流负载；电容器，其连接在晶体管的栅极和第一电源或另一个电源之间；以及连接在晶体管的栅极和对应的数据线之间的开关或多个串联的开关；以及在半导体器件的一线(行)中有控制线，每个控制线传输用于控制连接至被包括在电流负载驱动电路中的晶体管的栅极的开关的信号，控制线的数量至少与通过电流驱动器的一个电流输出可以选择的数据线一样多。
根据本发明的另一方面，提供一种执行有源驱动电流编程的半导体器件，包括：电流负载单元，每个电流负载单元具有以矩阵形式设置的电流负载和电流负载驱动电路；以及用于相对于来自电流驱动器的一个电流输出一个接一个地选择多个数据线、并把电流输出供给选择的数据线的装置，其中电流驱动器用于把电流供给各个数据线；其中，每个电流负载单元中的电流负载驱动电路包括：晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极直接连接至电流负载或通过用于向电流负载供给电流的开关连接至电流负载；电容器，其连接在晶体管的栅极和第一电源或另一个电源之间；以及串联在晶体管的栅极和对应的数据线之间的多个开关；控制线，每个控制线传输用于控制开关的信号，开关的一端连接至被包括在电流负载驱动电路中的晶体管的栅极，通过在半导体器件的一线(行)中的电流驱动器的一个电流输出选择尽可能多的数据线；在半导体器件的一线(行)中有控制线，每个控制线传输用于控制其一端连接至被包括在电流负载驱动电路中的晶体管的栅极的开关的信号，控制线的数量至少与通过电流驱动器的一个电流输出可以选择的数据线一样多；以及在半导体器件的每一线(行)中有控制线，每个控制线传输用于控制其一端连接至与具有电流负载驱动电路的电流负载单元相对应的数据线的开关的信号。
在根据本发明的半导体器件中，在一线(行)选择周期(一个水平周期)中，相对于来自电流驱动器的一个电流输出一个接一个地选择多个数据线，并且在选择每个数据线的时候，与用于驱动各个电流负载单元中的电流负载的电流相对应的电流被供给选择的线和选择的数据线上的电流负载驱动电路。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于驱动执行有源驱动电流编程的半导体器件的半导体器件驱动方法，半导体器件包括电流负载单元，每个电流负载单元具有以矩阵形式设置的电流负载和电流负载驱动电路，其中：用于电流驱动数据线的电流驱动器的输出被输入到选择器中；选择器基于输入其中的输出选择信号，一个接一个地选择分别连接至选择器的输出的多个数据线；电流驱动器的输出被供给选择的数据线；每个电流负载单元中的电流负载驱动电路包括：晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极直接连接至电流负载或通过用于向电流负载供给电流的开关连接至电流负载；电容器，其连接在晶体管的栅极和第一电源或另一个电源之间；以及连接在晶体管的栅极和对应的数据线之间的开关或多个串联的开关；以及在半导体器件的一线(行)中有控制线，每个控制线传输用于控制电流负载驱动电路中的开关的信号，控制线的数量至少与通过电流驱动器的一个电流输出可以选择的数据线一样多；该半导体器件驱动方法包括：第一步骤，在选择器在选择一线(行)的一个水平周期中根据输出选择信号选择多个数据线之一的期间，通过利用经过多个控制线中与选择的数据线相对应的一个控制线传输的控制信号接通其一端连接至电流负载单元中的晶体管的栅极的开关，来使与电流驱动器供给选择的数据线的电流输出相对应的电流通过电流负载单元中的晶体管，以及设置使电流在晶体管的栅极和电容器中流动的电压；以及第二步骤，在用于选择的数据线的选择周期结束之前或者一旦用于选择的数据线的选择周期结束，就断开开关；其中，相对于多个数据线的每一个执行第一和第二步骤，以完成对应于一线(行)的电流负载单元的电流编程。
根据本发明的又一个方面，提供一种用于驱动执行有源驱动电流编程的半导体器件的半导体器件驱动方法，该半导体器件包括：电流负载单元，每个电流负载单元具有以矩阵形式设置的电流负载和电流负载驱动电路；以及用于一个接一个地选择多个数据线、以把供给电流的电流驱动器的电流输出供给各个数据线的装置；其中：每个电流负载单元中的电流负载驱动电路包括：晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极直接连接至电流负载或通过用于向电流负载供给电流的开关连接至电流负载；电容器，其连接在晶体管的栅极和第一电源或另一个电源之间；以及串联在晶体管的栅极和对应的数据线之间的多个开关；在半导体器件的一线(行)中有控制线，每个控制线传输用于控制其一端连接至被包括在电流负载驱动电路中的晶体管的栅极的开关的信号，控制线的数量至少与通过电流驱动器的一个电流输出可以选择的数据线一样多；以及在半导体器件的每一线(行)中有控制线，每个控制线传输用于控制其一端连接至与具有电流负载驱动电路的电流负载单元相对应的数据线的开关的信号；该半导体器件驱动方法包括：第一步骤，在一个水平周期内，利用在选择一线(行)的一个水平周期中经过被提供给每一线(行)的控制线传输的控制信号，把其一端连接至与一线(行)的电流负载单元相对应的数据线的各个开关设置为接通状态；第二步骤，在选择器根据输出选择信号选择多个数据线之一的周期中，通过利用经过多个控制线中与选择的数据线相对应的一个控制线传输的控制信号接通其一端连接至电流负载单元中的晶体管的栅极的开关，来使与电流驱动器供给选择的数据线的电流输出相对应的电流通过电流负载单元中的晶体管，以及设置使电流在晶体管的栅极和电容器中流动的电压；以及第三步骤，在用于选择的数据线的选择周期结束之前或一旦用于选择的数据线的选择周期结束，断开开关；其中，相对于多个数据线的每一个执行第二和第三步骤，以完成对应于一线(行)的电流负载单元的电流编程。
附图说明
图1是示出了以矩阵形式设置其中的电流负载单元的半导体器件的图。
图2是示出了(a)用于无源驱动、(b)用于有源驱动的电流负载单元的结构的图。
图3是示出了有源驱动电压写入像素电路的常规电路的图。
图4是示出了有源驱动电流编程像素电路的常规电路的图。
图5是示出了根据本发明第一实施例的电路的图。
图6是示出了根据本发明的第一实施例的定时操作的图。
图7是示出了根据本发明第一实施例在驱动周期1中的操作状态的图。
图8是示出了根据本发明第一实施例在驱动周期2中的操作状态的图。
图9是示出了作为比较例的电路的图。
图10是示出了作为比较例的操作的时间图。
图11是示出了根据本发明第一实施例的修改例子的电路的图。
图12是示出了根据本发明第一实施例的修改例子的操作的时间图。
图13是示出了根据本发明第二实施例的电路的图。
图14是示出了根据本发明第二实施例的操作的时间图。
图15是示出了根据本发明第二实施例的修改例子的电路的图。
图16是示出了根据本发明第二实施例的修改例子的操作的时间图。
顺便提及，参考数字101表示电流驱动器一个输出。参考数字102表示第一数据线(数据线1)。参考数字103表示第二数据线(数据线2)。参考数字104表示控制线K。参考数字105表示第一控制线KA。参考数字106表示第二控制线KB。参考数字107表示第三控制线KC。参考数字108表示第四控制线KD。参考数字109表示电源线。参考数字110表示接地线。参考数字111表示第一输出选择信号(输出选择信号1)。参考数字112表示第二输出选择信号(输出选择信号2)。参考数字113表示第一像素(像素1)。参考数字114表示第二像素(像素2)。参考数字115表示第一TFT(TFT 1)。参考数字116表示电容器。参考数字117表示第一开关(SW 1)。参考数字118表示第二开关(SW 2)。参考数字119表示第二TFT(TFT 2)。参考数字120表示第三开关(SW 3)。参考数字121表示第四开关(SW 4)。参考数字122表示发光元件。参考数字123表示第一选择器开关(SEL 1)。参考数字124表示第二选择器开关(SEL 2)。参考数字200表示半导体器件。参考数字201表示电流负载单元。参考数字202表示数据线。参考数字203表示扫描线。参考数字204表示电源线。参考数字205表示接地线。参考数字206表示电流负载。参考数字207表示电流负载驱动电路。参考数字210表示像素部分。参考数字211表示第一TFT(TFT 1)。参考数字212表示电容器。参考数字213表示第一开关(SW1)。参考数字214表示第二开关(SW 2)。参考数字215表示控制线K。参考数字216表示第二TFT(TFT 2)。参考数字220表示发光元件。参考数字230表示电压驱动器(电流驱动器)。参考数字240表示扫描电路。
具体实施方式
给出本发明实施例的描述。根据本发明的优选实施例，进行有源驱动电流编程的半导体器件包括：电流负载单元，每个电流负载单元具有以矩阵形式设置的电流负载和电流负载驱动电路，其中：选择器(由图5中的选择器开关123和124组成的选择器)相对于来自用于向各个数据线供给电流的电流驱动器的每个电流输出(图5中的101)，一个接一个地选择多个数据线；每个电流负载单元中的电流负载驱动电路包括晶体管(图5中的115)，该晶体管的源极连接至第一电源(图5中的109)，而该晶体管的漏极直接地或通过开关(图11中的开关SW 3)连接至电流负载(图5中的122)，以便把与来自电流驱动器的经过选择器供给各个数据线的电流输出相对应的电流供给电流负载(122)，电容器(116)，该电容器的一端连接至晶体管(115)的栅极，而其另一端连接至第一电源(109)，以及在晶体管(115)的栅极和对应的数据线之间连接的开关或多个串联开关(图5中的117和118)；在半导体器件的一线(行)中有控制线(105和106)，该控制线传输用于控制开关(117和118)的信号，控制线的数目至少与通过对应于电流驱动器的一个电流输出(101)的选择器(123和124)可以选择的数据线一样多。顺便提及，可将电容器(116)连接在晶体管(115)的栅极和另一个电源如第二电源(110)之间。
在根据本发明的半导体器件中，相对于电流驱动器的一个电流输出(101)，选择器(123和124)根据输入其中的输出选择信号在一个水平周期内一个接一个地选择多个数据线。在选择每个数据线的时候，与用于驱动各个电流负载单元中的电流负载的电流相对应的电流被供给选择的线和选择的数据线上的电流负载单元的电流负载驱动电路。
根据本发明，电流驱动器的一个输出以时分方式驱动对应的多个数据线和电流负载驱动电路。通过该结构，可能减少来自电流驱动器的必需输出的数量。因此，可以减少电流驱动器的数量，这可以减小成本以及提高生产率和可靠性。此外，由于通过电流驱动器的相同输出驱动多个数据线，因此来自电流驱动器的输出的电流整体上变化较小。
此外，在根据本发明实施例的驱动半导体器件的方法中，当在一个水平周期中、在选择的线上的和选择的数据线上的电流负载驱动电路中选择适当的数据线时，基于通过对应的控制线传输的控制信号接通其一端连接至晶体管的栅极的一个或多个串联的开关。此外，与通过数据线和开关供给的电流相对应的电压被设置在晶体管的栅极和电容器的一端，由此晶体管存储电流值。此后，在完成数据线选择之前或在完成数据线选择时，通过对应的控制线断开其一端连接至晶体管的栅极的一个或多个串联的开关。
连续选择不同的数据线，并且选择的线上的和选择的数据线上的电流负载驱动电路通过经由不同于前一控制线的、与选择的数据线相对应的控制线传输的控制信号，来控制其一端连接至晶体管的栅极的一个或多个串联的开关。重复该操作，并在选择完全部的数据线时，一个水平周期结束。晶体管根据存储在其中的电流驱动电流负载。
通过重复相对于所有线的这样一个水平周期，电流负载驱动电路分别驱动以矩阵形式设置的所有电流负载。上述操作的重复使得能够通过合适的电流一直驱动所有电流负载。
根据本发明，半导体器件可以配备有控制线，每个控制线传输信号以用于控制其一端连接至每个电流负载单元的电流负载驱动电路中的晶体管(115)的栅极的开关(SW 1(117))，该控制线的数量至少与通过对应于来自半导体器件的电流驱动器的一个电流输出(101)的选择器(123和124)可以选择的数据线(102和103)一样多；以及控制线，该控制线传输信号以用于控制开关(SW 2(118))，并且相对于每个线，控制线的一端连接至电流负载驱动电路中的对应数据线。换句话说，在一线(行)中的多个电流负载单元可以共享控制线，该控制线传输信号以用于控制开关(SW 2(118))，并且该控制线的一端连接至每个电流负载驱动电路中的对应数据线。
根据本发明的另一个实施例，在对其进行有源驱动电流编程的半导体器件中，包括每一个都具有电流负载和电流负载驱动电路的电流负载单元矩阵，可以利用来自内置电流驱动器的一个输出以时分的方式驱动对应的多个数据线和电流负载驱动电路。因此，可能减少来自电流驱动器的必需输出的数量。因此，可以减小电路的规模或尺寸，这样能够减少成本以及提高产量、生产率和可靠性。此外，由于通过电流驱动器的相同输出驱动多个数据线，因此在整体上电流随来自电流驱动器的输出的变化较小。
[实施例]
现在参考附图，更加详细的给出本发明的前述实施例的描述。在下面，将描述使用发光元件作为电流负载的发光显示设备。在下文中，电流负载单元将被称为像素，电流负载驱动电路将被称为发光元件驱动电路。然而，仅仅通过举例而非限制性地引用发光元件。本发明适用于驱动包括如有机EL元件的特定元件的任何电流负载。
图5是示出了根据本发明的第一实施例的电路的图。顺便提及，虽然在图5的示意图中，对应于来自电流驱动器的一个输出101的选择器选择两个数据线102和103之一，但是在例如可以减少驱动时间的情况下，可以选择两个或多个数据线。此外，图5仅给出了两个像素电路(像素1和2)以及与相同电流驱动器的输出分支连接的数据线102和103，然而，发光显示设备包括如图1所示的其中以矩阵形式设置的这种单元。
在该实施例中，见第一像素113(也称为“像素1”)，用于驱动像素中的发光元件122的驱动电路包括：由多晶硅p-沟道MOSFET形成的第一TFT(薄膜晶体管)115(也称为“TFT 1”)，其源极连接至电源线109，并且其漏极连接至发光元件122的一端，用于向发光元件122供给电流；电容器116，其一端连接至第一TFT 115的栅极，而另一端连接至电源线109；第一开关117(也称为“SW 1”)，其连接在第二TFT 119(也称为“TFT 2”)的栅极和第一TFT 115与电容器116间的接触节点之间，第二TFT 119的源极连接至电源线109，并且第二TFT 119的栅极和漏极彼此连接(也就是二极管连接)；以及第二开关118(也称为“SW 2”)，其位于第二TFT 119的漏极和第一数据线102(也称为“数据线1”)之间；其中第一和第二开关117和118的控制端都连接至用于传输控制信号KA的控制线KA。
在第二像素114(也称为“像素2”)中，第二TFT 119的漏极通过第二开关118连接至第二数据线103(也称为“数据线2”)，并且第二开关118的控制端连接至用于传输第二控制信号KB的控制线KB。除了连接的数据线和控制线之外，第二像素114和第一像素113有着基本上相同的结构。顺便提及，在该实施例以及下面的实施例中，每个像素中的电容器116的一端连接至第一TFT 115的栅极，然而，另一端可以连接至除了电源线109之外的电源，例如接地线110或其它任意的电源。
电流驱动器(见图1中的电流驱动器230)的输出101分别通过第一和第二开关123和124(也称为“SEL 1”和“SEL 2”)连接至第一和第二数据线102和103，根据输入其控制端的第一和第二输出选择信号111和112(也称为“输出选择信号1和输出选择信号2”)来控制第一和第二开关123和124接通/断开。
如上所述，每个像素113和114包括：用于驱动发光元件122的TFT 115；电容器116；串联的第一和第二开关(SW 1和SW 2)，根据通过第一控制线KA(105)传输的控制信号KA或通过第二控制线KB(106)传输的控制信号KB控制第一和第二开关，并将其设置于数据线和作为驱动装置的TFT 115的栅极之间；来作为基本结构(图5中的虚线表示的方块)。此外，每个像素113和114进一步包括：连接在第一和第二开关117和118之间的第二TFT 119，其源极连接至电源109，其栅极和漏极彼此短路(第一和第二TFT 115和119形成电流镜)；电源线109；以及接地线110。此外，每个像素中的发光元件122的一端连接至第一TFT 115的漏极，而另一端连接至接地线110。
根据该实施例，不同于上述的已公开的日本专利申请No.HEI11-282419，两个像素113和114分别配备有不同的控制线KA 105和KB 106，用于控制像素中的第一和第二开关117和118。此外，像素113和114分别配备有通过第一和第二输出选择信号111和112控制的开关123和124，用于选择第一数据线102或第二数据线103以输入电流驱动器的一个输出至如图5所示的两个像素的每个像素。顺便提及，虽然在该实施例中两个选择器开关123和124用作选择器，用于根据输出选择信号1和2分配电流驱动器输出给数据线1或数据线2，但是选择器的构造并不受限于此。作为一个输入和多个输出的选择器，任何结构可应用于选择器。此外，在下面的描述中，当输入到开关的控制端中的用于接通/断开控制的控制信号处于高电平时，开关接通，而当控制信号处于低电平时开关断开。
图6是用于说明根据本发明的第一实施例的操作的时间图。在图6中，控制信号KA(105)和KB(106)分别对应于通过图5的控制线105和106传输的信号，且输出选择信号1和2对应于由图5中的参考数字111和112表示的信号。在一个水平周期的前面部分中的驱动周期1中，控制信号KA(105)是有效的，而在一个水平周期的后面部分中的驱动周期2中，控制信号KB(106)是有效的。此外，在一个水平周期的前面部分中，输出选择信号1是有效的，而在后面部分中是无效的。另一方面，在一个水平周期的前面部分中，输出选择信号2是无效的的，而在后面部分中是有效的。
一个水平周期是用于向像素矩阵的一线(行)中的像素供给电流并存储其中的电流的周期。图7示出了在一个水平周期(见图6)中的驱动周期1中的像素1。图7是用于说明在驱动周期1(见图6)中图5中的第一像素113的电路操作的图。顺便提及，显然，图7中所示的各个组成部分对应于图5中的各个组成部分。
在图6所示的驱动周期1中，控制信号KA(105)和输出选择信号1处于H(高)电平，而控制信号KB(106)和输出选择信号2处于L(低)电平，并且像素1的SW 1、SW 2和SEL 1是接通的，而像素2的SW 1、SW 2和SEL 2是断开的。因此，通过电流驱动器的输出，与要通过像素1的TFT 1供给像素1的发光元件122的电流相对应的电流Id1经过像素1的数据线1和SW 1被供给像素1的第二薄膜晶体管TFT 2，因为第二TFT 2的漏极和栅极短路，因此其工作在饱和区。
当像素1中的TFT 2的工作变得稳定，像素1中的TFT 2的栅极/漏极电压是使电流Id1流过像素1的TFT 2的电压。该电压通过像素1的SW 2被存储在电容器116中，并且被施加于像素1中的TFT 1的栅极。此时，像素1中的TFT 1的栅极-源极电压Vgs1被确定，并且根据像素1中的TFT 1的电压-电流特性的电流Idrv1被供给像素1的发光元件122。因此，像素1的发光元件122发射具有由电流确定的亮度的光。
在驱动周期1的末尾，控制信号KA(105)处于L电平，并且只有像素1的开关SW 1和SW 2是断开的。其它的控制信号保持与在驱动周期1中的一样。然而，输出选择信号1可以与控制信号KA(105)同时标记为L电平。在这种情况下，如像素1的开关SW 1一样选择器SEL 1同时被断开。
在一个水平周期的驱动周期2中，控制信号KA(105)和输出选择信号1处于L电平，而控制信号KB(106)和输出选择信号2处于H电平，并且像素1的SW 1、SW 2和SEL 1是断开的，而像素2的SW 1、SW 2和SEL 2是接通的。因此，在驱动周期1期间在像素2中，通过电流驱动器的输出，与要通过像素2的TFT 1供给像素2的发光元件122的电流相对应的电流Id2经过像素2的数据线和SW 1被供给像素2的TFT 2，因为TFT 2的漏极和栅极短路，因此其工作在饱和区，如驱动周期1中的像素1的情况一样。当像素2中的TFT2的工作变得稳定，像素2中的TFT 2的的栅极/漏极电压是使电流Id2流过像素2的TFT 2的电压。该电压通过像素2的SW 2被存储在电容器116中，并且被施加于像素2中的TFT 1的栅极。此时，像素2中的TFT 1的栅极-源极电压被确定，并且根据像素2中的TFT 1的电压-电流特性的电流被供给像素2的发光元件。因此，像素2的发光元件发射具有由电流确定的亮度的光。
图8是用于描述在图6所示的驱动周期2中的像素1的图。在驱动周期2中，像素1的SW 1、SW 2是断开的。同时，由于在像素1中的TFT 2的栅极和漏极是短路的，因此电流在漏极和源极之间流动直至TFT 2的栅极电压变成几乎为TFT 2的阀值电压为止。另一方面，像素1中的TFT 1的栅极电压保持为电压Vgs1，由于像素1中的SW2是断开的，因此在驱动周期1中该电压Vgs1就已经被确定。
在驱动周期2的末尾，如驱动周期1，控制信号KB(106)处于L电平，并且只有像素2的开关SW 1和SW 2已变为断开。其它的控制信号保持和在驱动周期2中的一样。然而，输出选择信号2可以与控制信号KB(106)同时标记为L电平。在这种情况下，如像素2的开关SW 1一样选择器SEL 2同时被断开。
在一个水平周期中执行上述的操作。当所有的线都经历这样一个水平周期时，完成与一个图像平面或屏幕相对应的一帧的驱动。通过重复一帧操作驱动本发明的发光显示设备。
如上所述，根据该实施例，利用来自电流驱动器的一个输出选择和驱动用于像素1和2的数据线，并通过不同的控制线控制像素1和像素2。利用这种结构，像素1的TFT 2能够连续将在驱动周期1中设置的电流Idrv1供给像素1的发光元件122，而不受在驱动周期2期间像素1中的TFT 1的栅极电压的变化的影响。从而，像素1中的发光元件的亮度保持不变，并且可以保持显示质量。
图9显示了作为本发明的比较例的、用作电压写入型有源矩阵驱动装置如液晶显示器(LCD)的电路。在图9中，如图5中所示的各个像素1和2的开关SW 1和SW 2的控制端连接至相同的控制线。在该比较例中，通过经由单一控制线104传输的控制信号104来控制像素1和2的开关117和118接通或断开。图10是示出操作的时间图。在驱动周期2中，像素1的开关SW 1和SW 2尤其是SW 2是接通的，因此在驱动周期2期间像素1的TFT 2的栅极电压的变化反映在像素1的TFT 1的栅极电压中。因此，在驱动周期1中设置的电流不能通过像素1的发光元件。为此，像素1中的发光元件的亮度变化，并且显示质量下降。
该实施例的基本结构和操作可以应用于不同于前述的已公开的日本专利申请No.HEI11-282419中的发光元件驱动电路。例如，如日本专利申请No.2001-259000(本申请提交时还未公开)的附图的图31中所示的发光元件驱动电路可以配备该实施例的基本结构(第一TFT115、电容器116、第一和第二开关117和118)，其中可以利用电流驱动器的输出选择像素1或2的数据线。参考图11，将第三开关120(SW3)设置于第一TFT 115的漏极和发光元件122的一端(阳极端)之间，并将第四开关121(SW 4)设置于发光元件122的一端(阳极端)和接地线110之间。第三和第四开关120和121的控制终端分别连接至第三控制线107(KC)和第四控制线108(KD)。
图12是示出了根据图11中说明的第一实施例的修改例子的操作的时间图。当经过控制线KC(107)传输的控制信号KC(107)处于H电平时，开关SW 3是接通的，并通过来自TFT 115的输出电流(漏极电流)驱动发光元件122，以便发射光。另一方面，当经过控制线KD(108)传输的控制信号KD(108)处于H电平时，开关SW 4是接通的，并且发光元件122的一端是接地的。更具体的，参考图12，在水平周期中的驱动周期1中，输出信号1和控制信号KA处于H电平，并且像素1的SW 1和SW 2是接通的。其时，像素1的开关SW3和SW 4处于断开状态，并且TFT 1的漏极和发光元件122是不导电的。当像素1的开关SW 1和SW 2被接通时，像素1中的电容器116的一端经过处于接通状态的开关SW 1和SW 2连接至数据线1，并且电容器116的端电压(TFT 1的栅极电压)被设置为与电流驱动器输出101的电流值对应的值。在下面的驱动周期2中，输出选择信号2处于H电平(输出选择信号1处于L电平)，控制信号KB处于H电平(控制信号KA处于L电平)，并且像素2的开关SW 1和SW 2是接通的(像素1的开关SW 1和SW 2是断开的)。其时，像素2的开关SW 3和SW 4处于断开状态，并且像素2的TFT 1的漏极和发光元件122是不导电的。当像素2的开关SW 1和SW 2被接通时，像素2的电容器116的一端通过处于接通状态的开关SW 1和SW 2连接至数据线2，并且电容器116的端电压(TFT 1的栅极电压)被设置为与电流驱动器输出101的电流值相对应的值。随后，输出选择信号2变为处于L电平(控制信号KA和KB变为处于L电平)，而像素1和2公共的控制信号KC变为处于H电平。当开关SW 3被接通时，各个像素1和2中的TFT 1的漏极通过处于接通状态的开关SW 3连接至发光元件122，并且TFT 1的漏极电流(TFT 1的漏极电流值取决于电容器116的端电压)被供给发光元件122。每个像素1和2中的发光元件122已经被供给了根据TFT 1的栅极-源极电压的漏极电流，其发射具有由该电流确定的亮度的光。之后，控制信号KC变为处于L电平，而控制信号KD变为处于H电平，并且发光元件122的一端连接至接地线110。因此，发光元件122停止发射光。其中发光元件122的一端连接至接地线110的周期不限于图12所示的例子。可以在预先设置的期望周期中提供连接。
根据该实施例，像素的规模和尺寸是较常规的，然而，来自电流驱动器的输出的数量减少至在发光显示设备中的所有数据线的数量的一半。因此，必需的电流驱动器的数量减少了一半。这导致了成本和部件数量的减少，并且在电流驱动器和发光显示设备之间的接触点也减少了。从而，有可能提高可靠性和生产率。
在以下，将描述本发明的第二实施例。参考图13，第一像素113(像素1)包括：由多晶硅p-沟道MOSFET形成的第一TFT 115(TFT1)，其源极连接至电源线109，并且其漏极连接至发光元件122，以用于供给电流至发光元件122；电容器116，其一端连接至第一TFT 115的栅极，而另一端连接至电源线109；第一开关117(SW 1)，其连接在第二TFT 119(TFT 2)的栅极和第一TFT 115与电容器116间的接触节点之间，第二TFT 119的源极连接至电源线109，并且第二TFT 119的栅极和漏极彼此连接；以及第二开关118(SW 2)，其位于第二TFT119的漏极和第一数据线102(数据线1)之间；其中第一开关117的控制端连接至用于传输控制信号KA(105)的控制线KA(105)，同时，第二开关118连接至用于传输控制信号K(104)的控制线K(104)。
在第二像素114(像素2)中，第二TFT 119的漏极通过第二开关118连接至第二数据线103(数据线2)，并且第一开关117的控制端连接至用于控制传输控制信号KB(106)的控制线KB(106)，同时，第二开关118连接至用于传输控制信号K(104)的控制线K(104)。
如图13所示，根据该实施例，两个像素分别配备有用于控制像素中的第一开关SW 1的不同控制线KA(105)和KB(106)，以及用于同时控制在相同线上的每个驱动电路中的第二开关SW 2的控制线K(104)。此外，像素113和114分别配备有通过第一和第二输出选择信号1和2控制的开关123和124(SEL 1和SEL 2)，其用于选择数据线1或数据线2以输入电流驱动器的一个输出至两个像素的每个像素。
图14是示出了根据该实施例的操作的时间图。一个水平周期是用于向像素矩阵的一线(行)中的像素供给电流并且存储其中的电流的周期，在该周期中，在线上的每个发光元件驱动电路中的前述SW 2是接通的。
在驱动周期1中，控制信号K(104)和KA(105)以及输出选择信号1处于H电平，而控制信号KB(106)和输出选择信号2处于L低电平，并且像素2的SW 2以及像素1的SW 1、SW 2和SEL 1是接通的，而像素2的SW 1、SEL 2是断开的。因此，通过电流驱动器的输出，与要通过像素1的TFT 1供给像素1的发光元件的电流相对应的电流Id1经过像素1的数据线和SW 1被供给像素1的TFT 2，因为TFT 2的漏极和栅极短路，因此其在饱和区工作。当像素1中的TFT 2的工作变得稳定时，像素1中的TFT 2的栅极/漏极电压是使电流Id1流过像素1的TFT 2的电压。该电压通过像素1的SW 2被存储在电容器中，并被施加于像素1中的TFT 1的栅极。此时，像素1中的TFT 1的栅极-源极电压被确定，并且根据像素1中的TFT 1的电压-电流特性的电流被供给像素1的发光元件。因此，像素1的发光元件122发射具有由电流确定的亮度的光。
在驱动周期1的末尾，控制信号KA(105)处于L电平，并且只有像素1的开关SW 1是断开的。其它的控制信号保持和在驱动周期1中的一样。然而，输出选择信号1可以与控制信号KA(105)同时标记为L电平。在这种情况下，如像素1的开关SW 1一样，SEL 1同时被断开。
在驱动周期2中，控制信号KA(105)和输出选择信号1处于L电平，而控制信号K(104)和KB(106)及输出选择信号2处于H电平，并且像素1的SW 1 SEL 1是断开的，并且像素1的SW 2以及像素2的SW 1、SW 2和SEL 2是接通的。因此，在驱动周期1期间在像素2中，通过电流驱动器的输出，与要通过像素2的TFT 1供给像素2的发光元件122的电流相对应的电流Id2经过像素2的数据线和SW 1被供给像素2的TFT 2，因为TFT 2的漏极和栅极短路，因此其工作在饱和区，如驱动周期1中的像素1的情况一样。当像素2中的TFT 2的工作变得稳定，像素2中的TFT 2的栅极/漏极电压是使电流Id2流过像素2的TFT 2的电压。该电压通过像素2的SW 2被存储在电容器中，并且被施加于像素2中的TFT 1的栅极。此时，像素2中的TFT 1的栅极-源极电压Vgs1被确定，并且根据像素2中的TFT1的电压-电流特性的电流被供给像素2的发光元件。因此，像素2的发光元件发射具有由电流确定的亮度的光。
在驱动周期2中，像素1的SW 1是断开的。同时，由于像素1中的TFT 2的栅极和漏极是短路的，因此电流在漏极和源极之间流动直至TFT 2的栅极电压变成几乎为TFT 2的阀值电压为止，如第一实施例中一样。另一方面，因为像素的SW 1是断开的，因此像素1中的TFT 1的栅极电压保持为已经在驱动周期1中确定的电压。
在驱动周期2的末尾，如驱动周期1，控制信号KB(106)处于L电平，并且只有像素2的开关SW 1已改变为断开。其它的控制信号保持和在驱动周期2中的一样。
之后，输出选择信号2和控制信号K(104)达到L电平，并且像素1的SEL 1和SW 2以及像素2的SW 2被断开。然而，输出选择信号2和控制信号K(104)可以与控制信号KB(106)同时标记为L电平。无论此前是输出选择信号2还是控制信号K(104)可以达到L电平，在控制信号KB(106)之后或与控制信号KB(106)同时，它们必须处于L电平。
在一个水平周期中执行上述的操作。当所有线经历如此的一个水平周期时，完成了与一个图像平面或屏幕相对应的一帧的驱动。通过重复一帧操作驱动本发明的发光显示设备。
根据该实施例，如在上述的第一实施例中的，通过来自电流驱动器的一个输出选择和驱动用于像素1和2的数据线，并通过不同的控制线控制像素1和2。利用该结构，像素1的TFT 2能够连续把在驱动周期1中设置的电流供给像素1的发光元件，而不受在驱动周期2期间像素1中的TFT 1的栅极电压的变化的影响。从而，像素1中的发光元件的亮度保持不变，并且可以保持显示质量。
此外，根据该实施例，与第一实施例不同，增加了为一线(行)上的像素所共用的另一控制线，并且在驱动周期1和2的末尾SW 2一直是接通的。因此，在每一像素1和2的SW 1被断开时断开SW 2的时候产生的噪声没有造成影响。从而，与第一实施例相比较，工作更稳定。
关于该实施例的基本结构和操作，例如，在日本专利申请No.2001-259000(图31)中公开的发光元件驱动电路包括该实施例的基本结构(用虚线包围着的)，其中可以相对于如图15所示的电流驱动器的输出选择像素1或2的数据线。参考图15，除了图13所示的结构之外，每个像素1和像素2还包括：位于第一TFT 115(TFT1)的漏极和发光元件122的阳极之间的第三开关120(SW 3)，以及位于发光元件122的阳极和接地线110之间的第四开关121(SW 4)。第三和第四开关120和121的控制端分别连接至第三控制线KC(107)和第四控制线KD(108)。图16是用于说明在图15中描述的器件的操作的时间图。当经过控制线KC(107)传输的控制信号KC(107)处于H电平时，开关SW 3是接通的，并通过TFT 115驱动发光元件122。另一方面，当经过控制线KD(108)传输的控制信号KD(108)处于H电平时，开关SW 4是接通的，并且发光元件122的阳极接地。以与先前连同图12说明的相同方式，基于控制信号KC(107)和KD(108)对开关SW 3和SW 4进行接通/断开控制。
根据该实施例，如在上述的第一实施例中的，像素的规模和尺寸是较常规的，然而，来自电流驱动器的输出的数量可以减少至发光显示设备中的全部数据线的数量的一半。因此，必需的电流驱动器的数量减少了一半。这导致了成本和部件数量的减小，并且在电流驱动器和发光显示设备之间的接触点也减少了。从而，有可能提高可靠性和生产率。
利用相同的操作，在以上实施例中说明的结构可应用于电流驱动器和发光显示设备被形成在相同基板上的情况。在这种情况下，与不采用本发明的结构的情况相比，可以使来自内置电流驱动器的输出的数量减少一半，并且可以减小电路的规模和尺寸。为此，有可能增加产量以及减小成本。此外，可以实现可靠性和生产率的提高。顺便提及，在上述实施例中TFT 1和2由pMOS晶体管形成，然而，TFT可以由nMOS晶体管形成。在这种情况下，nMOS晶体管TFT 1(TFT 2)的源极连接至接地线110，其漏极直接地或通过开关SW 3连接至发光元件122的一端(例如阴极端)，并且发光元件122的另一端(例如阳极端)连接至电源线109。虽然以参考特殊的说明性实施例说明了本发明，但是本发明不受实施例限制，而只受附加的权利要求限制。应该理解，本领域技术人员可以在不背离本发明的范围和精神的情况下改变或修改实施例。
工业实用性
如上所述，根据本发明，提供一种包括电流负载单元的矩阵的半导体器件，每个电流负载单元具有电流负载和电流负载驱动电路，其中通过电流驱动器的一个输出驱动多个数据线。因此，可能减少电流驱动器的数量以及来自电流驱动器的必需输出的数量，从而能够降低成本。
此外，根据本发明，由于来自电流驱动器的输出的数量减少了，因此可以减少电流驱动器和器件之间的接触点。从而，有可能提高可靠性和生产率。
此外，根据本发明，提供一种半导体器件，其包括内置电流驱动器以及电流负载和电流负载驱动电路的矩阵，其中通过电流驱动器的一个输出驱动多个数据线。因此，有可能减少来自电流驱动器的必需输出的数量。
此外，根据本发明，由于内置电流驱动器的规模减小了，因此产量增加了且电路规模减小了。从而，可以实现成本降低。

Claims (29)

1、一种执行有源驱动电流编程的半导体器件，包括：电流负载单元，每个电流负载单元具有以矩阵形式设置的电流负载和电流负载驱动电路；以及用于相对于来自电流驱动器的一个电流输出一个接一个地选择多个数据线、并把电流输出供给选择的数据线的装置，其中电流驱动器用于把电流供给各个数据线；
其中，在每个电流负载单元中的电流负载驱动电路包括：
晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极直接连接至电流负载或通过开关连接至电流负载；
电容器，其连接在晶体管的栅极和第一电源或另一个电源之间；以及
连接在晶体管的栅极和对应的数据线之间的开关或多个串联的开关；以及
其中，在半导体器件的一线中有控制线，其用于控制连接至被包括在每个电流负载驱动电路中的晶体管的栅极的开关，并且控制线的数量至少与通过电流驱动器的一个电流输出可以选择的数据线一样多。
2、根据权利要求1所述的半导体器件，其进一步包括用于在选择一线的一个水平周期期间执行如下操作的装置：
通过利用经过多个控制线中与选择的数据线相对应的一个控制线传输的控制信号接通一个或多个开关，来在电流负载单元中的晶体管的栅极和电容器的一端设置与来自电流驱动器的一个输出的电流相对应的电压值，从而在选择多个数据线之一的周期内，使电流驱动器的每个电流输出电连接至电流负载单元中的晶体管的栅极；
在选择多个数据线之一的周期结束之前或者一旦选择多个数据线之一的周期结束了，断开一个或多个开关以保持设置电压；以及
相对于多个数据线的每一个执行以上的操作，以完成对应于一线的电流负载单元的电流编程。
3、一种执行有源驱动电流编程的半导体器件，包括：电流负载单元，每个电流负载单元具有以矩阵形式设置的电流负载和电流负载驱动电路；以及用于相对于来自电流驱动器的一个电流输出一个接一个地选择多个数据线、并把电流输出供给选择的数据线的装置，其中电流驱动器用于把电流供给各个数据线；
其中，每个电流负载单元中的电流负载驱动电路包括：
晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极直接连接至电流负载或通过开关连接至电流负载；
电容器，其连接在晶体管的栅极和第一电源或另一个电源之间；以及
串联在晶体管的栅极和对应的数据线之间的多个开关；以及
其中，在半导体器件的一线中有控制线，其用于控制连接至被包括在每个电流负载驱动电路中的晶体管的栅极的开关，并且控制线的数量至少与通过电流驱动器的一个电流输出可以选择的数据线一样多；以及
在半导体器件的每一线中有用于控制开关的控制线，该开关的一端连接至与具有电流负载驱动电路的电流负载单元相对应的数据线。
4、根据权利要求3所述的半导体器件，其进一步包括用于在选择一线的一个水平周期期间执行如下操作的装置：
在一个水平周期内，利用经过提供给每一线的控制线传输的控制信号把各个开关设置为接通状态，该各个开关的一端连接至与一线的所有电流负载单元相对应的数据线；
通过利用经过多个控制线中与选择的数据线相对应的一个控制线传输的控制信号接通一个或多个开关，来在电流负载单元中的晶体管的栅极和电容器的一端设置与来自电流驱动器的一个电流输出的电流相对应的电压值，从而在选择多个数据线之一的周期内，使电流驱动器的每个电流输出电连接至电流负载单元中的晶体管的栅极；
在选择多个数据线之一的周期结束之前或者一旦选择多个数据线之一的周期结束了，断开一个或多个开关以保持设置电压；以及
相对于多个数据线的每一个执行以上的操作，以完成对应于一线的电流负载单元的电流编程。
5、一种执行有源驱动电流编程的半导体器件，包括：电流负载单元，每个电流负载单元具有以矩阵形式设置的电流负载和电流负载驱动电路；以及用于相对于来自电流驱动器的一个电流输出一个接一个地选择多个数据线、并把电流输出供给选择的数据线的装置，其中电流驱动器用于把电流供给各个数据线；
其中，每个电流负载单元中的电流负载驱动电路包括：
用于经过数据线根据从电流驱动器供给的电流输出电压的装置；
用于保持电压的装置；
用于根据保持的电压把电流供给电流负载的装置；以及
用于根据输入控制信号控制功能实施的装置；以及
其中在半导体器件的一线中有用于传输控制信号的控制线，控制线的数量至少与通过电流驱动器的一个电流输出可以选择的数据线一样多。
6、一种执行有源驱动电流编程的半导体器件，包括：电流负载单元，每个电流负载单元具有以矩阵形式设置的电流负载和电流负载驱动电路；以及用于相对于来自电流驱动器的一个电流输出一个接一个地选择多个数据线、并把电流输出供给选择的数据线的装置，其中电流驱动器用于把电流供给各个数据线；
其中，每个电流负载单元中的电流负载驱动电路至少包括：
用于经过数据线根据从电流驱动器供给的电流输出电压的装置；
用于保持电压的装置；
用于根据保持的电压把电流供给电流负载的装置；
用于根据输入控制信号控制功能实施的装置；
用于控制根据进入电流负载单元的第一控制信号是否保持电压的装置；以及
用于控制是否在数据线与用于根据输入到电流负载单元中的第二控制信号输出电压的装置之间建立连接的装置；以及
其中在半导体器件的一线中有用于传输第一控制信号的控制线，控制线的数量至少与通过电流驱动器的一个电流输出可以选择的数据线一样多；以及
在半导体器件的每一线中有用于传输第二控制信号的控制线。
7、根据权利要求1到6之一所述的半导体器件，其中电流驱动器和半导体器件被安装在相同的基板上。
8、根据权利要求1到7之一所述的半导体器件，其中电流负载是发光元件。
9、根据权利要求1到7之一所述的半导体器件，其中电流负载是有机电致发光元件。
10、一种用于驱动半导体器件的半导体器件驱动方法，该半导体器件执行有源驱动电流编程并包括电流负载单元，每个电流负载单元具有以矩阵形式设置的电流负载和电流负载驱动电路，其中；
用于电流驱动数据线的电流驱动器的一个电流输出被输入到选择器中，选择器基于输入其中的输出选择信号，一个接一个地选择分别连接至选择器的输出的多个数据线，并且电流驱动器的电流输出被供给至选择的数据线；
每个电流负载单元中的电流负载驱动电路包括：
晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极直接连接至电流负载或通过开关连接至电流负载；
电容器，其连接在晶体管的栅极和第一电源或另一个电源之间；以及
连接在晶体管的栅极和对应的数据线之间的开关或多个串联的开关；以及
在半导体器件的一线中有用于控制电流负载驱动电路中的开关的控制线，控制线的数量至少与通过电流驱动器的一个电流输出可以选择的数据线一样多；
半导体器件驱动方法包括，在用于选择一线的一个水平周期中：
第一步骤，在选择器根据输出选择信号选择多个数据线之一的周期中，通过利用经过多个控制线中与选择的数据线相对应的一个控制线传输的控制信号接通其一端连接至电流负载单元中的晶体管的栅极的开关，来使与电流驱动器供给选择的数据线的电流输出相对应的电流通过电流负载单元中的晶体管；以及
第二步骤，在用于选择的数据线的选择周期结束之前或者一旦用于选择的数据线的选择周期结束，就断开开关；
其中，相对于多个数据线的每一个执行第一和第二步骤，以完成对应于一线的电流负载单元的电流编程。
11、一种用于驱动半导体器件的半导体器件驱动方法，该半导体器件执行有源驱动电流编程，并且包括电流负载单元，每个电流负载单元具有以矩阵形式设置的电流负载和电流负载驱动电路，其中；
用于电流驱动数据线的电流驱动器的一个电流输出被输入到选择器中，选择器基于输入其中的输出选择信号，一个接一个地选择分别连接至选择器的输出的多个数据线，并且电流驱动器的电流输出被供给选择的数据线；
每个电流负载单元中的电流负载驱动电路包括：
晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极直接连接至电流负载或通过开关连接至电流负载；
电容器，其连接在晶体管的栅极和第一电源或另一个电源之间；以及
串联在晶体管的栅极和对应的数据线之间的多个开关；
在半导体器件的一线中有用于控制开关的控制线，开关的一端连接至被包括在电流负载驱动电路中的晶体管的栅极，并且控制线的数量至少与通过电流驱动器的一个输出可以选择的数据线一样多；以及
在半导体器件的每一线中有用于控制开关的控制线，开关的一端连接至与具有电流负载驱动电路的电流负载单元相对应的数据线；
半导体器件驱动方法包括，在用于选择一线一个水平周期中：
第一步骤，在一个水平周期内，利用经过被提供给每一线的控制线传输的控制信号，把其一端连接至与一线的电流负载单元相对应的数据线的各个开关设置为接通状态；
第二步骤，在选择器根据输出选择信号选择多个数据线之一的周期中，通过利用经过多个控制线中与选择的数据线相对应的一个控制线传输的控制信号接通其一端连接至电流负载单元中的晶体管的栅极的开关，来使与电流驱动器供给选择的数据线的电流输出相对应的电流通过电流负载单元中的晶体管；以及
第三步骤，用于在用于选择的数据线的选择周期结束之前或者一旦用于选择的数据线的选择周期结束，就断开开关；
其中，相对于多个数据线的每一个执行第二和第三步骤，以完成对应于一线的电流负载单元的电流编程。
12、一种半导体器件，包括：
在基板上在一个方向上延伸的多个数据线；
在垂直于数据线的方向上延伸的多个控制线；
多个电流负载单元，每个电流负载单元被设置于各个数据线和控制线的交叉点处，并包括电流负载和用于驱动电流负载的电流负载驱动电路；以及
选择器，其具有输入端和分别连接至多个数据线的多个输出端，来自用于电流驱动数据线的驱动器的一个电流输出被输入到所述输入端；其中：
选择器根据输入其中的输出选择信号选择多个数据线之一，并把来自驱动器的电流输出供给选择的数据线；
连接至选择器的多个数据线分别连接至它们对应的电流负载单元；
每个电路负载单元中的电流负载驱动电路包括：
第一MOS晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极直接地或通过第三开关连接至电流负载的一端，电流负载的另一端连接至第二电源；
电容器，其一端连接至第一MOS晶体管的栅极，而其另一端连接至第一电源或另一个电源；以及
第一开关，其一端连接至第一MOS晶体管的栅极和电容器的一端之间的接触节点，而其另一端直接地或经过第二开关连接至对应的数据线；
至少有控制线，每个控制线传输与分别与连接至选择器的数据线相连的电流负载单元的每一个相对应的控制信号；以及
在多个电流负载单元的每一个中，对应于每个电流负载单元的控制信号被供给电流负载驱动电路的第一开关的控制端，或者被供给第一和第二开关的控制端。
13、一种半导体器件，包括：
在基板上在一个方向上延伸的多个数据线；
在垂直于数据线的方向上延伸的多个控制线；
多个电流负载单元，每个电流负载单元被设置于各个数据线和控制线的交叉点处，并包括电流负载和用于驱动电流负载的电流负载驱动电路；以及
选择器，其具有输入端和分别连接至多个数据线的多个输出端，来自用于电流驱动数据线的驱动器的一个电流输出被输入到所述输入端；其中：
选择器根据输入其中的输出选择信号选择多个数据线之一，并把来自驱动器的电流输出供给选择的数据线；
连接至选择器的多个数据线分别连接至它们对应的电流负载单元；
每个电路负载单元中的电流负载驱动电路包括：
第一MOS晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极直接地或通过第三开关连接至电流负载的一端，电流负载的另一端连接至第二电源；
电容器，其一端连接至第一MOS晶体管的栅极，而其另一端连接至第一电源或另一个电源；以及
第一开关，其一端连接至第一MOS晶体管的栅极和电容器的一端之间的接触节点，而其另一端直接地或经过第二开关连接至对应的数据线；
至少有控制线，每个控制线传输与分别与连接至选择器的数据线相连的电流负载单元的每一个中的电流负载驱动电路的第一开关相对应的控制信号；
控制线，用于传输与每个电流负载单元中的电流负载驱动电路的第二开关相对应的公共控制信号；
对应于每个电流负载单元的控制信号被供给电流负载单元中的电流负载驱动电路的第一开关的控制端；以及
公共控制信号被供给电流负载单元中的电流负载驱动电路的第二开关的控制端。
14、根据权利要求12或13所述的半导体器件，进一步包括第二MOS晶体管，其源极连接至第一电源，并且其栅极和漏极彼此连接；
其中，第一开关连接在第二MOS晶体管的栅极和连接第一MOS晶体管的栅极与电容器的一端的接触节点之间；以及
第二开关位于第二MOS晶体管的漏极和对应的数据线之间。
15、根据权利要求12至14之一所述的半导体器件，其进一步包括在电流负载的一端和第二电源之间的第四开关。
16、根据权利要求12至15之一所述的半导体器件，其中第一MOS晶体管是TFT。
17、根据权利要求14所述的半导体器件，其中第二MOS晶体管是TFT。
18、根据权利要求12至17之一所述的半导体器件，其中电流负载是发光元件。
19、根据权利要求12至18之一所述的半导体器件，其中电流驱动器和半导体器件被安装在相同的基板上。
20、根据权利要求12至19之一所述的半导体器件，其中电流负载是发光元件。
21、根据权利要求12至19之一所述的半导体器件，其中电流负载是有机电致发光元件。
22、一种用于驱动半导体器件的半导体器件驱动方法，所述半导体器件包括：
在基板上在一个方向上延伸的多个数据线；
在垂直于数据线的方向上延伸的多个控制线；
多个电流负载单元，每个电流负载单元被设置于各个数据线和控制线的交叉点处，并包括电流负载和用于驱动电流负载的电流负载驱动电路；以及
选择器，其具有输入端和分别连接至多个数据线的多个输出端，来自用于电流驱动数据线的驱动器的一个电流输出被输入到所述输入端；其中：
选择器根据输入其中的输出选择信号选择多个数据线之一，并把来自驱动器的电流输出供给选择的数据线；；
连接至选择器的多个数据线分别连接至它们对应的电流负载单元；
每个电路负载单元中的电流负载驱动电路包括：
第一MOS晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极连接至电流负载的一端，电流负载的另一端连接至第二电源；
电容器，其一端连接至第一MOS晶体管的栅极，而其另一端连接至第一电源或另一个电源；以及
第一开关，其一端连接至第一MOS晶体管的栅极和电容器的一端之间的接触节点，而其另一端直接地或经过第二开关连接至对应的数据线；
控制线，每个控制线传输与分别与连接至选择器的数据线相连的电流负载单元的每一个相对应的控制信号；以及
在多个电流负载单元的每一个中，电流负载驱动电路的第一开关的控制端或第一和第二开关的控制端配备有与每一电流负载单元相对应的控制线；
半导体器件驱动方法，其中一个周期被分成与分别连接至多个数据线的多个电流负载单元相对应的多个驱动周期，该多个数据线通过选择器连接至驱动器，包括以下步骤：
(a)在与多个电流负载单元的每一个相对应的每个驱动周期中，基于输出选择信号通过选择器从多个数据线中选择一个对应的数据线；
(b)通过利用经过用于电流负载单元的控制线中与选择器选择的数据线相对应的一个控制线传输的控制信号接通电流负载单元中的第一开关或第一和第二开关，来使与驱动器供给数据线的电流输出相对应的电流通过电流负载单元中的第一MOS晶体管；以及
(c)在选择器开始基于输出选择信号选择下一个数据线之前或在选择器开始基于输出选择信号选择下一个数据线时，利用经过用于电流负载单元的对应于在步骤(a)选择的数据线的控制线传输的控制信号断开电流负载单元中的第一开关或第一和第二开关；
其中，通过选择器，相对于连接至驱动器的多个数据线的每一个执行操作步骤(a)和(b)，以完成对应于一个周期的电流负载单元的电流编程。
23、一种用于驱动半导体器件的半导体器件驱动方法，所述半导体器件包括：
在基板上在一个方向上延伸的多个数据线；
在垂直于数据线的方向上延伸的多个控制线；
多个电流负载单元，每个电流负载单元被设置于各个数据线和控制线的交叉点处，并包括电流负载和用于驱动电流负载的电流负载驱动电路；以及
选择器，其具有输入端和分别连接至多个数据线的多个输出端，来自用于电流驱动数据线的驱动器的一个电流输出被输入到所述输入端；其中：
选择器根据输入其中的输出选择信号选择多个数据线之一，并把来自驱动器的电流输出供给选择的数据线；
连接至选择器的多个数据线分别连接至它们对应的电流负载单元；
每个电路负载单元中的电流负载驱动电路包括：
第一MOS晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极连接至电流负载的一端，电流负载的另一端连接至第二电源；
电容器，其一端连接至第一MOS晶体管的栅极，而其另一端连接至第一电源或另一个电源；以及
第一开关，其一端连接至第一MOS晶体管的栅极和电容器的一端之间的接触节点，而其另一端直接地或经过第二开关连接至对应的数据线；
控制线，每个控制线传输与分别与连接至选择器的数据线相连的电流负载单元的每一个中的电流负载驱动电路的第一开关相对应的控制信号；
公共控制线，用于传输与每个电流负载单元中的电流负载驱动电路的第二开关相对应的公共控制信号；
独立于每个电流负载单元的控制信号被供给电流负载单元中的电流负载驱动电路的第一开关的控制端；以及
公共控制信号被供给电流负载单元中的电流负载驱动电路的第二开关的控制端；
半导体器件驱动方法，其中一个周期被分成与分别连接至多个数据线的多个电流负载单元相对应的多个驱动周期，该多个数据线通过选择器连接至驱动器，并且根据公共控制信号，在一个周期中电流负载单元中的第二开关是接通的，包括步骤：
(a)在与多个电流负载单元的每一个相对应的每个驱动周期中，基于输出选择信号通过选择器从多个数据线中选择一个对应的数据线；
(b)通过利用经过用于电流负载单元的控制线中与选择器选择的数据线相对应的一个控制线传输的控制信号接通电流负载单元中的第一开关，来使与驱动器供给数据线的电流输出相对应的电流通过电流负载单元中的第一MOS晶体管；以及
(c)在选择器开始基于输出选择信号选择下一个数据线之前或在选择器开始基于输出选择信号选择下一个数据线时，利用经过用于电流负载单元的对应于在步骤(a)选择的数据线的控制线传输的控制信号断开第一开关；
其中，通过选择器，相对于连接至驱动器的多个数据线的每一个执行操作步骤(a)和(b)，以完成对应于一个周期的电流负载单元的电流编程。
24、根据权利要求22或23所述的用于驱动半导体器件的半导体器件驱动方法，所述半导体器件还包括：第二MOS晶体管，其源极连接至第一电源，而其栅极和漏极彼此连接；
其中，第一开关连接在第二MOS晶体管的栅极和连接第一MOS晶体管的栅极与电容器的一端的接触节点之间；以及
第二开关位于第二MOS晶体管的漏极和对应的数据线之间。
25、一种用于驱动半导体器件的半导体器件驱动方法，所述半导体器件包括：
在基板上在一个方向上延伸的多个数据线；
在垂直于数据线的方向上延伸的多个控制线；
多个电流负载单元，每个电流负载单元被设置于各个数据线和控制线的交叉点处，并包括电流负载和用于驱动电流负载的电流负载驱动电路；以及
选择器，其具有输入端和分别连接至多个数据线的多个输出端，来自用于电流驱动数据线的驱动器的一个电流输出被输入到所述输入端；其中：
选择器根据输入其中的输出选择信号选择多个数据线之一，并把来自驱动器的电流输出供给选择的数据线；
连接至选择器的多个数据线分别连接至它们对应的电流负载单元；
每个电路负载单元中的电流负载驱动电路包括：
第一MOS晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极通过开关(称为“第三开关”)连接至电流负载的一端，电流负载的另一端连接至第二电源；
电容器，其一端连接至第一MOS晶体管的栅极，而其另一端连接至第一电源或另一个电源；以及
第一开关，其一端连接至第一MOS晶体管的栅极和电容器的一端之间的接触节点，而其另一端直接地或经过第二开关连接至对应的数据线；
控制线，每个控制线传输与分别与连接至选择器的数据线相连的电流负载单元的每一个相对应的控制信号；
在多个电流负载单元的每一个中，通过与每个电流负载单元相对应的控制线把控制信号供给电流负载驱动电路的第一开关的控制端或第一和第二开关的控制端；
第四开关位于连接电流负载的一端与第三开关的接触节点和第二电源之间；以及
连接至第三开关的控制端的公共控制线和连接至第四开关的控制端的公共控制线，以用于分别与连接至选择器的数据线相连的每个电流负载单元中的电流负载驱动电路；
半导体器件驱动方法，其中一个周期被分成与分别连接至多个数据线的多个电流负载单元相对应的多个驱动周期，该多个数据线通过选择器连接至驱动器，包括以下步骤：
(a)在与多个电流负载单元的每一个相对应的每个驱动周期中，基于输出选择信号通过选择器从多个数据线中选择一个对应的数据线；
(b)利用用于电流负载单元的控制信号中与选择器选择的数据线相对应的一个控制信号，接通电流负载单元中的第一开关或第一和第二开关，以及利用通过公共控制线传输的控制信号把第三开关设置为断开状态，以便把连接至第一MOS晶体管的栅极的电容器的端电压设置为与驱动器供给数据线的电流输出相对应的电压；
(c)在选择器开始基于输出选择信号选择下一个数据线之前或在选择器开始基于输出选择信号选择下一个数据线时，利用用于电流负载单元的对应于在步骤(a)选择的数据线的控制信号断开电流负载单元中的第一开关或第一和第二开关；以及
(d)在相对于连接至驱动器的多个数据线的每一个执行操作步骤(a)和(b)以设置用于对应于一个周期的各个电流负载单元的第一MOS晶体管的电流之后，紧接着先前的周期接通第三开关，从而把电流负载单元中的第一MOS晶体管的漏极电流供给电流负载单元。
26、一种用于驱动半导体器件的半导体器件驱动方法，所述半导体器件包括：
在基板上在一个方向上延伸的多个数据线；
在垂直于数据线的方向上延伸的多个控制线；
多个电流负载单元，每个电流负载单元被设置于各个数据线和控制线的交叉点处，并包括电流负载和用于驱动电流负载的电流负载驱动电路；
选择器，其具有输入端和分别连接至多个数据线的多个输出端，来自用于电流驱动数据线的驱动器的一个电流输出被输入到所述输入端；其中：
选择器根据输入其中的输出选择信号选择多个数据线之一，并把来自驱动器的电流输出供给选择的数据线；
连接至选择器的多个数据线分别连接至它们对应的电流负载单元；
每个电路负载单元中的电流负载驱动电路包括：
第一MOS晶体管，其源极连接至第一电源，而其漏极通过开关(称为“第三开关”)连接至电流负载的一端，电流负载的另一端连接至第二电源；
电容器，其一端连接至第一MOS晶体管的栅极，而其另一端连接至第一电源或另一个电源；以及
第一开关，其一端连接至第一MOS晶体管的栅极和电容器的一端之间的接触节点，而其另一端直接地或经过第二开关连接至对应的数据线；
控制线，每个控制线传输与分别与连接至选择器的数据线相连的电流负载单元的每一个中的电流负载驱动电路的第一开关相对应的控制信号；
与每个电流负载单元中的电流负载驱动电路的第二开关相对应的公共控制线；
通过与每个电流负载单元相对应的控制线，把控制信号供给电流负载单元中的电流负载驱动电路的第一开关的控制端；
通过公共控制线，把控制信号供给电流负载单元中的电流负载驱动电路的第二开关的控制端；
第四开关位于连接电流负载的一端与第三开关的接触节点和第二电源之间；以及
连接至第三开关的控制端的公共控制线和连接至第四开关的控制端的公共控制线，以用于分别与连接至选择器的数据线相连的每个电流负载单元中的电流负载驱动电路；
半导体器件驱动方法，其中一个周期被分成与分别连接至多个数据线的多个电流负载单元相对应的多个驱动周期，该多个数据线通过选择器连接至驱动器，并且根据经过公共控制线传输的控制信号，在一个周期中，电流负载单元中的第二开关是接通的，而第三开关是断开的，包括以下步骤：
(a)在与多个电流负载单元的每一个相对应的每个驱动周期中，基于输出选择信号通过选择器从多个数据线中选择一个对应的数据线；
(b)利用用于电流负载单元的控制信号中与选择器选择的数据线相对应的一个控制信号，接通电流负载单元中的第一开关，以便把连接至第一MOS晶体管的栅极的电容器的端电压设置为与驱动器供给数据线的电流输出相对应的电压；以及
(c)在选择器开始基于输出选择信号选择下一个数据线之前或在选择器开始基于输出选择信号选择下一个数据线时，利用用于电流负载单元的对应于在步骤(a)选择的数据线的控制信号断开第一开关；
(d)在相对于连接至驱动器的多个数据线的每一个执行操作步骤(a)和(b)以设置用于对应于一个周期的各个电流负载单元的第一MOS晶体管的电流之后，紧接着先前的周期接通第三开关，从而把电流负载单元中的第一MOS晶体管的漏极电流供给电流负载单元。
27、根据权利要求25或26所述的半导体器件驱动方法，其中，在操作步骤(d)，第四开关被接通的周期等于或被包括在第三开关被断开的周期中。
28、根据权利要求22至27之一所述的半导体器件驱动方法，其中电流负载有发光元件构成，并且一个周期是一个水平周期。
29、一种半导体器件，包括：
在一个方向上延伸的多个数据线；
在垂直于数据线的方向上延伸的多个控制线；
电流负载单元的矩阵，每个电流负载单元被设置在各个数据线和控制线的交叉点处；
其中，每个电流负载单元包括：
电流负载；以及
用于驱动电流负载的电流负载驱动电路，具有：
与在第一电源和第二电源之间的电流负载串联的晶体管；
连接在晶体管的控制端和第一电源之间的电容器；以及
连接在晶体管的控制端和对应的数据线之间的至少一个开关；以及
其中，电流驱动器的一个电流输出通过选择器连接至多个数据线，并且多个数据线通过选择器连接至电流驱动器的一个电流输出，并且在一个水平周期中以时分方式驱动控制与各个数据线相对应的每个电流负载单元的至少一个开关。
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