CN100403383C - 显示单元、阵列显示器、显示面板及控制显示单元的方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示单元。此显示单元包括一发光二极管、一驱动晶体管以及一电压源系统。此发光二极管具有一阳极及一阴极。此驱动晶体管具有一源极、一漏极及一栅极，其源极接收一第一电压，其漏极经由发光二极管耦接一第二电压，而其栅极接收一第三电压。电压源系统耦接至驱动晶体管的漏极，用以根据驱动晶体管的漏极电压，提供第二电压。

Description

显示单元、阵列显示器、显示面板及控制显示单元的方法
技术领域
本发明涉及一种显示单元，特别是涉及一种有机发光显示装置的显示单元。
背景技术
图1是现有技术的有机发光显示面板(organic light emittingdisplay)示意图。面板1包括数据驱动器10、扫描驱动器12以及显示阵列14。数据驱动器10控制多条数据线D11至D1n，且扫描驱动器12控制多条扫描线S11至S1m。显示阵列14是由相互交错的数据线D11至D1n以及扫描线S11至S1m所形成，且每一交错的数据线和扫描线形成一个显示单元，例如，数据线D11和扫描线S11形成显示单元100。如图所示，显示单元100(其它显示单元亦相同)的等效电路包括开关晶体管T10、储存电容Cs1、驱动晶体管T11以及有机发光二极管D1，其中驱动晶体管T11为PMOS晶体管。
扫描驱动器12依序送出扫描信号至扫描线S11至S1m，而使在同一瞬间仅开启某一列上所有显示单元的开关晶体管，而关闭其它列上所有显示单元的开关晶体管。数据驱动器10则是根据待显示的影像数据，经由数据线D11至D1n，送出对应的数据讯号(例如灰阶值)到一列的显示单元上。举例来说，当扫描驱动器12送出扫描信号至扫描线S11时，显示单元100的开关晶体管T10导通，数据驱动器12则通过数据线D11将对应的数据讯号传送至显示单元100中，且由储存电容Cs1来储存数据讯号的电压。驱动晶体管T11则根据储存电容Cs1所储存的电压，以提供驱动电流Id1来驱动有机发光二极管D1。
由于有机发光二极管为电流驱动组件，驱动电流Id1的值可决定有机发光二极管D1所发射的光亮度。确切而言，驱动电流Id1为驱动晶体管T11的漏极电流，即是驱动晶体管T11的驱动能力，可由以下式来表示：
id1＝k(vsg1+vth1)2，
其中，id1表示驱动电流Id1的值，k表示驱动晶体管T11的导电参数，vsg1表示驱动晶体管T11的源-栅极电压Vsg的值，vth1表示驱动晶体管T11的临界电压值。
在现有的有机发光显示装置中，每一显示单元的电压Vdd1以及Vss1皆耦接在一起，并由一外部电源系统提供。其中，电压Vdd1用来决定显示单元的驱动晶体管的源-栅极电压Vsg的值，而电压Vss1则用来令驱动晶体管T11保持操作在饱和区内，故电压Vss1需满足Vds＜Vgs-Vth1的条件。然而，由于电压Vss1端与驱动晶体管T11间还有一有机发光二极管D1，因此，以显示单元100为例，驱动晶体管T11的漏极电压Vd需满足以下条件：Vd＝Voled+Vss1，其中，Voled为有机发光二极管D1的导通电压(turn-onvoltage)。由于有机发光二极管的导通电压值会随着使用时间而增加，故在现有的有机发光显示装置设计里，外部电源系统提供的电压Vss1值会考虑有机发光二极管导通电压的上升飘移值，也就是说电压Vss1＝Vd-Voled-(D1的导通电压飘移值)，以使得驱动晶体管T11的漏极电压Vd满足Vds＜Vgs-Vth1。然而，有机发光二极管的导通电压上升是在一段时间之后才会产生，而且较佳的有机发光二极管的导通电压飘移现象并不明显。因此，固定地提供较大的电压Vss1将会造成整体功率的损耗浪费，尤其在较小尺寸的产品里，此一功率耗损更是不容忽视。
发明内容
有鉴于上述情况，本发明提出一种显示单元，其包括一发光二极管、一驱动晶体管以及一电压源系统。此种发光二极管具有一阳极及一阴极。驱动晶体管具有一源极、一漏极及一栅极，源极接收第一电压，漏极经由发光二极管耦接第二电压，栅极接收第三电压。电压源系统耦接至驱动晶体管的漏极，用以根据驱动晶体管的漏极电压，提供第二电压。
本发明还提出一种阵列显示器，包括多条数据线、多条扫描线、多个显示单元，以及一电压源系统。每一数据线彼此相互平行，且每一扫描线彼此相互平行。每一显示单元对应一组扫描线与数据线，且每一显示单元包括一发光二极管、一驱动晶体管以及一电压源系统。发光二极管具有一阳极及一阴极。驱动晶体管具有一源极、一漏极及一栅极，源极接收第一电压，漏极经由发光二极管耦接第二电压，栅极接收第三电压。电压源系统耦接至少一驱动晶体管的漏极，用以根据驱动晶体管的漏极电压，提供第二电压。
本发明还提出一种显示面板，包括多条数据线、多条扫描线、多个显示单元、一数据驱动器、一扫描驱动器以及一电压源系统。每一数据线彼此相互平行，且每一扫描线彼此相互平行。数据驱动器耦接于所述数据线，用以输出数据讯号至所述数据线。扫描驱动器耦接于所述扫描线，用以输出一扫瞄讯号至所述扫瞄线。每一显示单元对应一组扫描线与数据线，且每一显示单元包括一发光二极管、一驱动晶体管以及一电压源系统。发光二极管具有一阳极及一阴极。驱动晶体管具有一源极、一漏极及一栅极，源极接收第一电压，漏极经由发光二极管耦接第二电压，栅极接收第三电压。电压源系统耦接至少一驱动晶体管的漏极，用以根据驱动晶体管的漏极电压，提供第二电压。
此外，本发明提出一种控制显示单元的方法，显示单元具有一发光二极管及一驱动晶体管，此方法包括提供第一电压至驱动晶体管的源极、经由发光二极管提供第二电压至驱动晶体管的漏极、提供第三电压至驱动晶体管的栅极、检测驱动晶体管的漏极电压，以及根据检测到的漏极电压提供第二电压至发光二极管。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图详细说明如下。
附图说明
图1为一现有有机发光显示面板的示意图。
图2为根据本发明实施例所述的一显示单元的示意图。
图3为图2的电压源系统的电路图。
图4为根据本发明另一实施例所述的显示单元的示意图。
图5为根据本发明实施例所述的控制显示单元的方法流程图。
具体实施方式
图2是根据本发明的显示单元示意图。显示单元200包括开关晶体管T20、储存电容器Cs2、驱动晶体管T21、有机发光二极管D2以及电压源系统P2。开关晶体管T20的输入端耦接数据线D21，且其控制端耦接扫描线S21，接收一扫描讯号。储存电容Cs2的一端耦接至开关晶体管T20，且其另一端耦接参考电压源Vref2。驱动晶体管T21，如一薄膜晶体管(thin filmtransistor)，其栅极耦接至储存电容Cs2和开关晶体管T20，且接收一数据讯号电压Vdata，其源极耦接电压源Vdd2，而其漏极耦接有机发光二极管D2的阳极。有机发光二极管D2的阴极耦接电压源Vss2。电压源系统P2耦接至驱动晶体管T21的漏极以及有机发光二极管D2的阴极。其中，电压Vss2低于电压Vdd2。
电压源系统P2可为一直流对直流电源转换器(DC-DC Converter)，如型号MAX1733/MAX1734，用以根据驱动晶体管T21的漏极电压Vd，提供电压Vss2。图3显示电压源系统P2，其中，晶体管T21的漏极耦接至一电阻R1的一端，电阻R1的另一端耦接至电压源系统P2的FB端与一电阻R2的一端，而电阻R2的另一端则接地(ground)。电压源系统P2的Vout输出端则耦接至有机发光二极管D2的阴极，提供电压Vss2。以直流对直流电源转换器MAX1733/MAX1734为例，此直流对直流电源转换器的Vout端与FB端电压具有以下关系：Vss2＝Vd(R1/R2+1)。因此，电阻R1以及R2的值可以依照设计需要来做调整，以根据检测到的驱动晶体管T21的漏极电压Vd，提供电压Vss2至有机发光二极管D2的阴极，使得驱动晶体管T21即使在有机发光二极管D2导通电压有上升的现象时，仍可维持于操作在饱和区内，且电压Vss2的值可依照检测到的驱动晶体管T21的漏极电压Vd调整，避免了整体功率的浪费。
本发明的显示单元可组成如图2所示的有机发光显示面板，其结构与图1类似，在此不再赘述。值得注意的是，根据本发明的显示面板里，可以依照图2的电路，检测其内的一个或多个显示单元的驱动晶体管的漏极电压，用以提供外部电压源系统来提供电压Vss的参考使用。此外，在图2所示的实施例中，晶体管T21是以PMOS为例，在实际应用上可以为NMOS(如图4所示)，或为制程相同或其它等效电路的组件。
此外，如图5所示，本发明提供一种控制显示单元的方法，此显示单元具有一发光二极管及一驱动晶体管，此方法包括提供一第一电压至驱动晶体管的源极(S1)、经由发光二极管提供一第二电压至驱动晶体管的漏极(S2)、提供一第三电压至驱动晶体管的栅极(S3)、检测驱动晶体管的漏极电压(S4)，以及根据检测到的漏极电压，调整提供至发光二极管的第二电压(S5)。其中，提供的第二电压可使得驱动晶体管操作于饱和区。在步骤S5结束后可再回到步骤S4，再次检测驱动晶体管的漏极电压，以再重复步骤S5，并依照检测到的可能有变动的驱动晶体管的漏极电压来调整提供至发光二极管的第二电压。
本发明虽以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可做若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本申请的权利要求为准。

Claims (29)

1.一种显示单元，包括：
发光二极管，其具有一阳极及一阴极；
驱动晶体管，其具有一源极、一漏极及一栅极，该源极接收第一电压，该漏极经由该发光二极管耦接第二电压，该栅极接收第三电压；以及
电压源系统，其耦接至该驱动晶体管的漏极，用以根据该驱动晶体管的漏极电压，提供该第二电压。
2.如权利要求1所述的显示单元，其中该显示单元还包括：
开关晶体管，其包括接收一扫描讯号的一栅极、接收一数据讯号的一第一电极，以及耦接至该驱动晶体管的栅极的第二电极；以及
储存电容，其耦接于该开关晶体管的第二电极与一参考电压之间；
其中，该开关晶体管根据该扫瞄讯号导通，且当该开关晶体管导通时，将该数据讯号的电压储存于该储存电容，以产生该第三电压。
3.如权利要求1所述的显示单元，其中该驱动晶体管为PMOS晶体管。
4.如权利要求3所述的显示单元，其中该第一电压为正极性电压VDD，该第二电压为负极性电压VSS且低于该第一电压，该发光二极管的阳极耦接至该驱动晶体管的漏极，且该发光二极管的阴极接收该第二电压。
5.如权利要求1所述的显示单元，其中该驱动晶体管为NMOS晶体管。
6.如权利要求5所述的显示单元，其中该第一电压为负极性电压VSS，该第二电压为正极性电压VDD且高于该第一电压，该发光二极管的阴极耦接至该驱动晶体管的漏极，且该发光二极管的阳极接收该第二电压。
7.如权利要求1所述的显示单元，其中该发光二极管为有机发光二极管。
8.如权利要求1所述的显示单元，其中该驱动晶体管为薄膜晶体管。
9.如权利要求1所述的显示单元，其中该电压源系统为直流对直流电源转换器。
10.一种阵列显示器，包括：
多条数据线，每一条数据线彼此相互平行；
多条扫描线，每一条扫描线彼此相互平行；
多个显示单元，每一个显示单元对应一组扫描线与数据线，且每一个显示单元包括：
发光二极管，具有一阳极及一阴极；
驱动晶体管，具有一源极、一漏极及一栅极，该源极接收第一电压，该漏极经由该发光二极管耦接第二电压，该栅极接收第三电压；以及
电压源系统，耦接至少一驱动晶体管的漏极，用以根据该驱动晶体管的漏极电压，提供该第二电压。
11.如权利要求10所述的阵列显示器，其中每一显示单元还包括：
一开关晶体管，包括：
一栅极，耦接至一对应扫瞄线并接收一扫描讯号；
第一电极，耦接至一对应数据线并接收一数据讯号；以及
第二电极，耦接至该驱动晶体管的栅极；以及
一储存电容，耦接于该开关晶体管的第二电极与一参考电压之间；
其中，该开关晶体管根据该扫瞄讯号导通，且当该开关晶体管导通时，将该数据讯号的电压储存于该储存电容，以产生该第三电压。
12.如权利要求10所述的阵列显示器，其中该驱动晶体管为PMOS晶体管。
13.如权利要求12所述的阵列显示器，其中该第一电压为正极性电压VDD，该第二电压为负极性电压VSS且低于该第一电压，该发光二极管的阳极耦接至该驱动晶体管的漏极，且该发光二极管的阴极接收该第二电压。
14.如权利要求10所述的阵列显示器，其中，该驱动晶体管为NMOS晶体管。
15.如权利要求14所述的阵列显示器，其中，该第一电压为负极性电压VSS，该第二电压为正极性电压VDD且高于该第一电压，该发光二极管的阴极耦接至该驱动晶体管的漏极，且该发光二极管的阳极接收该第二电压。
16.如权利要求10所述的阵列显示器，其中该发光二极管为有机发光二极管。
17.如权利要求10所述的阵列显示器，其中该驱动晶体管为薄膜晶体管。
18.如权利要求10所述的阵列显示器，其中该电压源系统为直流对直流电源转换器。
19.一种显示面板，包括：
多条数据线，每一条数据线彼此相互平行；
多条扫描线，每一条扫描线彼此互相平行；
数据驱动器，耦接于所述数据线，用以输出数据讯号至所述数据线；
扫描驱动器，耦接于所述扫描线，用以输出一扫瞄讯号至所述扫瞄线；
多个显示单元，每一个显示单元对应一组扫描线与数据线，且每一个显示单元包括：
发光二极管，具有一阳极及一阴极；
驱动晶体管，具有一源极、一漏极及一栅极，该源极接收第一电压，该漏极经由该发光二极管耦接第二电压，该栅极则接收第三电压；以及
电压源系统，耦接至少一驱动晶体管的漏极，用以根据该驱动晶体管的漏极电压，提供该第二电压。
20.如权利要求19所述的显示面板，其中每一显示单元还包括：
一开关晶体管，包括：
一栅极，耦接至一对应扫瞄线并接收该扫描讯号；
第一电极，耦接至一对应数据线并接收该数据讯号；以及
第二电极，耦接至该驱动晶体管的栅极；以及
一储存电容，耦接于该开关晶体管的第二电极与一参考电压之间；
其中，该开关晶体管根据该扫瞄讯号导通，且当该开关晶体管导通时，将该数据讯号的电压储存于该储存电容，以产生该第三电压。
21.如权利要求19所述的显示面板，其中该驱动晶体管为PMOS晶体管。
22.如权利要求21所述的显示面板，其中该第一电压为正极性电压VDD，该第二电压为负极性电压VSS且低于该第一电压，该发光二极管的阳极耦接至该驱动晶体管的漏极，且该发光二极管的阴极接收该第二电压。
23.如权利要求19所述的显示面板，其中该驱动晶体管为NMOS晶体管。
24.如权利要求23所述的显示面板，其中该第一电压为负极性电压VSS，该第二电压为正极性电压VDD且高于该第一电压，该发光二极管的阴极耦接至该驱动晶体管的漏极，且该发光二极管的阳极接收该第二电压。
25.如权利要求19所述的显示面板，其中该发光二极管为有机发光二极管。
26.如权利要求19所述的显示面板，其中该驱动晶体管为薄膜晶体管。
27.如权利要求19所述的显示面板，其中该电压源系统为直流对直流电源转换器。
28.一种控制显示单元的方法，该显示单元包括发光二极管及驱动晶体管，该方法包括：
提供第一电压至该驱动晶体管的源极；
经由该发光二极管提供第二电压至该驱动晶体管的漏极；
提供第三电压至该驱动晶体管的栅极；
检测该驱动晶体管的漏极电压；以及
根据该检测到的漏极电压，提供该第二电压至该发光二极管。
29.如权利要求28所述的控制显示单元的方法，其中提供该第二电压使得该驱动晶体管操作于饱和区。
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