CN1262980C

CN1262980C - 显示器的驱动电路

Info

Publication number: CN1262980C
Application number: CNB021052212A
Authority: CN
Inventors: 宋志峰; 李信宏
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: CN1440014A

Abstract

本发明提供一种显示器的驱动电路，包括一数据信号电极、一扫描信号电极、一电容、一发光二极管及第一、第二、及第三开关。数据信号电极输出数据信号，扫描信号电极输出扫描信号。发光二极管的负极连接至一电源装置，该电源装置具有一第一电位。电容具有第一端与第二端，且每一开关各具有第一端与第二端。第一开关的第一端连接至数据信号电极而接收该数据信号，第二端连接至电容的第一端。第二开关的第一端连接至电源装置，该电源装置具有第二电位；第二开关的第二端连接至发光二极管的正极。第三开关的第一端连接至电源装置，该电源装置具有第三电位；第三开关的第二端连接至电容的第二端。

Description

显示器的驱动电路

技术领域

本发明涉及一种显示器的阵列电路，特别涉及一种有源式显示器(Active Matrix Display)的驱动电路，可适用于使用非晶硅(amorphoussilicon)晶体管做为驱动组件的显示器。

背景技术

图1表示了一传统显示器的驱动电路。驱动电路1包括了一数据信号电极11、一扫描信号电极12、以及多个由晶体管131、132、电容134、发光二极管133组成的显示单元(display cell)。为了方便说明，第1图中仅显示四个显示单元。数据信号电极11及扫描信号电极12分别用于输出数据信号及扫描信号。在每一显示单元中，扫描信号经由晶体管131的栅极接收后，晶体管131导通，而使数据信号经由导通的晶体管131传送至晶体管132的栅极。此时，数据信号的电位将储存于电容134上，且决定晶体管132是否导通，若晶体管132导通则将产生流经发光二极管133的电流而使其发光，否则发光二极管133便保持不发光状态。如此，经由逐列扫描的操作，而可将数据信号输入每一显示单元中，再经由每一显示单元中的发光二极管的发光与否即可决定每一像素的明暗或色彩而形成一帧画面(frame)。

在上述传统的显示器驱动电路中，由于晶体管131主要作用为一开关装置，其所需的驱动电流不大，因此可利用非晶硅的晶体管制作。但对晶体管132来说，由于其除了做为开关的用外，还必需提供有足够的驱动电流才能提供发光二极管达到发光状态的电流量，因此晶体管132一般均需使用驱动电流提供能力较高的多晶硅(poly-silicon)晶体管来制作。但多晶硅薄膜晶体管就制造过程而言需要较多的掩膜，不但会提高成本，还降低了成品率。因此，若能使用非晶硅材料来制作薄膜晶体管将更具竞争力。

然而，由于以下两点原因，使得传统的显示器驱动电路中，无法完全使用非晶硅晶体管。第一，非晶硅晶体管提供的驱动电流不足，无法直接提供足够的电流使发光二极管发光。第二，发光二极管位于晶体管漏极侧的结构，对有机发光二极管的操作过程并不适合。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种显示器的驱动电路，可适用于使用非晶硅的晶体管做为驱动组件的显示器，使整个驱动电路均使用同一材质的晶体管而有利于操作过程的简化。

本发明的目的在于提供一种显示器的驱动电路，其包括一数据信号电极、一扫描信号电极、一电容、一发光二极管及第一、第二、及第三开关。数据信号电极输出数据信号。扫描信号电极输出扫描信号。发光二极管的负极连接至一电源装置，该电源装置具有第一电位。第一开关的第一端连接至数据信号电极而接收数据信号，第一开关的第二端连接至电容的第一端。第二开关的第一端连接至电源装置，该电源装置具有第二电位，第二开关的第二端连接至发光二极管的正极。第三开关的第一端连接至电源装置，该电源装置具有第三电位，第三开关的第二端连接至该电容的第二端。

上述本发明驱动电路的第一、第二及第三开关可分别具有第三端，其中第一及第三开关的第三端连接至扫描信号电极而接收扫描信号，并由此扫描信号控制该第一及第三开关的关断或闭合。当该扫描信号使第一及第三开关闭合时，数据信号经由第一开关传送至电容，而决定该电容两端的电压差。而第二开关的第三端连接至该电容的第一端，并由该电容两端所具有的电压差控制该第二开关的关断或闭合。

上述本发明驱动电路的第一、第二及第三开关可分别包含第一、第二及第三晶体管，所述晶体管的漏极即相当于该第一、第二及第三开关的第一端，源极即相当于该第一、第二及第三开关的第二端，栅极即相当于该第一、第二及第三开关的第三端。第二开关可还包含一与第二晶体管并联的第四晶体管，以增加通过该发光二极管的电流。

上述本发明驱动电路的第一、第二及第三晶体管可为非晶硅薄膜晶体管，该发光二极管可为一有机发光二极管或高分子发光二极管。

由此，本发明利用并联的非晶硅晶体管提供发光二极管所需的电流，且将发光二极管连接于提供驱动电流用的晶体管的源极，以适于使用非晶硅晶体管的操作过程。同时在驱动晶体管的源极和栅极之间连接一稳压用的电容，并在其源极与参考电位点之间增加一开关，避免因发光二极管位置调整所造成的电流不稳定与驱动晶体管无法关断的问题。

以下，就附图说明本发明的一种显示器的驱动电路的实施例。

附图说明

图1表示一传统显示器的驱动电路；

图2表示本发明一实施例中的显示器驱动电路。

符号说明

11、21：数据信号电极；12、2：扫描信号电极；

131、132：晶体管；133、235：发光二极管；

134、234：电容；

231：第一开关；232：第二开关；233：第三开关；

M1：第一晶体管；M21：第二晶体管；M3：第三晶体管；

M22：第四晶体管；M23：第五晶体管。

具体实施方式

图2表示本发明一实施例中的显示器驱动电路。驱动电路2包括了一数据信号电极21、一扫描信号电极22、以及多个由开关231、232、233、电容234、有机发光二极管235组成的显示单元。为了方便说明，第2图中仅显示四个显示单元。数据信号电极21及扫描信号电极22分别用于输出数据信号及扫描信号。在每一显示单元中，发光二极管235的负极(cathode)连接至一电源装置(图中未显示)，该电源装置具有第一电位Vss。第一电位Vss为负电位Vss，因此，该发光二极管具有负电位Vss。第一开关231的第一端连接至数据信号电极21而接收数据信号，第一开关231的第二端连接至电容234的第一端。第二开关232的第一端连接至电源装置(图中未显示)，该电源装置具有第二电位V_DD，第二电位V_DD为正电位V_DD。第二开关232的第二端连接至发光二极管235的正极(anode)。第三开关233的第一端连接至电源装置(图中未显示)，该电源装置具有第三电位Vref，第三开关233的第二端连接至电容234的第二端。因此，第一开关231与第三开关233之间连接有电容234，开关231与233共同由扫描信号电极22输出的扫描信号控制，而第二开关232则由电容234两端的一电压差Vgs控制。

第一开关231与第三开关233分别为第一与第三非晶硅薄膜晶体管M1、M3，而第二开关232则可包括多个非晶硅薄膜晶体管。在本实施例中，第二开关232包含第二、第四、第五互相并联的非晶硅薄膜晶体管M21、M22、M23。第二、第四、第五晶体管而第二开关232则包括第二、第四、第五互相并联的非晶硅薄膜晶体管M21、M22、M23。第二、第四、第五晶体管M21、M22、M23的漏极共同连接至具有正电位V_DD的电源装置(图中未显示)，其源极共同连接至发光二极管235的正极，其栅极共同连接至第一晶体管M1的源极。

第一晶体管M1的漏极连接至数据信号电极21而接收数据信号，源极连接至第二、第四、第五晶体管M21、M22、M23的栅极，栅极连接至扫描信号电极22而接收扫描信号。第三晶体管M3的源极连接至发光二极管235的正极，漏极连接至提供第三电位Vref的电源装置(图中未显示)，栅极连接至扫描信号电极22而接收扫描信号。电容234则连接于第二、第四、第五晶体管M21、M22、M23的栅极与源极之间。

以下将说明本实施例中显示器的驱动电路2的操作。

在每一显示单元中，当扫描信号电极22输出一具有高逻辑电位的扫描信号而使第一开关231与第二开关233闭合(第一、第三晶体管M1、M3导通)时，数据信号电极21亦输出数据信号，而经由闭合的第一开关231(导通的第一晶体管M1)传送至电容234的一端，电容234的另一端则因第三开关233的闭合(第三晶体管M3的导通)而与提供第三电位V_ref的电源装置(图中未显示)连接。如此，电容234两端的电压差Vgs即由数据信号的电位与第三电位Vref的差值决定。

此时，当数据信号具有一逻辑低电位时，此电位将传至第二、第四、第五晶体管M21、M22、M23的栅极端，第三电位Vref将传至第二、第四、第五晶体管M21、M22、M23的源极端，由控制电容234的电压差Vgs使第二开关232断开(第二、第四、第五晶体管M21、M22、M23关断)，而使发光二极管235将处于不发光状态。

另外，当数据信号具有一逻辑高电位时，第二开关232闭合(即第二、第四、第五晶体管M21、M22、M23导通)，此时流经发光二极管235的电流将共同由第三、第二、第四、第五晶体管M3、M21、M22、M23决定。由于相互并联的第二、第四、第五晶体管M21、M22、M23提供具有较高的驱动电流，足以产生使发光二极管235发光的电流量，因此发光二极管235将处于发光的状态。

因此，经由扫描信号电极22逐列输出扫描信号并配合数据信号电极21输出数据信号的操作，可将数据信号输入每一显示单元中，再经由每一显示单元中的发光二极管235的发光与否，从而决定每一像素的明暗或色彩而形成一帧画面。

在本实施例的显示器驱动电路中，由于发光二极管235位置的改变，由传统电路中连接于驱动晶体管的漏极侧改变至驱动晶体管的源极侧，第二、第四、第五晶体管M21、M22、M23用于提供电流，前述晶体管M21、M22、M23的栅极与源极之间亦具有一电压差，若该电压差产生漂移，则易造成发光二极管235产生电流不稳定现象。因此，需在第二、第四、第五晶体管M21、M22、M23的栅极与源极之间连接电容234，以避免发光二极管235产生电流不稳定的现象。同时，亦由于发光二极管235的负极连接至一提供负电位Vss的电源装置，即使数据信号为逻辑低电位时，第二、第四、第五晶体管M21、M22、M23的栅极与源极压差依然可使所述晶体管导通，使发光二极管235发生不正常发光的现象。因此，必须在第二、第四、第五晶体管M21、M22、M23的源极与提供第三电位V_ref的电源装置之间，连接一由扫描信号控制的第三开关233(即第三晶体管M3)。第三晶体管M3与晶体管M1同时导通，可将晶体管M21、M22、M23源极的电位向上拉，避免发光二极管235的不正常发光现象。

综合上述，本发明利用并联的非晶硅N型晶体管提供发光二极管所需的电流，且将发光二极管连接于提供驱动电流用的晶体管的源极，以适于完全使用非晶硅晶体管的操作过程。同时，在驱动晶体管的源、栅极间连接一稳压用的电容，以及在其源极与第三电位Vref点之间增加一开关，避免因发光二极管位置调整所造成的电流不稳定与驱动晶体管无法关断的问题。

虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的情况下，可进行更动与变化，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种显示器的驱动电路，包括：

一数据信号电极，输出数据信号；

一扫描信号电极，输出扫描信号；

一电容，其具有第一端及第二端，两端间具有电压差；

一发光二极管，其具有一正极及一负极，该负极连接至第一电源装置，该第一电源装置具有第一电位；

一第一开关，其具有第一端及第二端，该第一端连接至该数据信号电极而接收该数据信号，该第二端连接至该电容的第一端；

一第二开关，其具有第一端及第二端，该第一端连接至第二电源装置，该第二电源装置具有第二电位，该第二开关的第二端连接至该发光二极管的正极；以及

一第三开关，其具有第一端及第二端，该第一端连接至第三电源装置，该第三电源装置具有第三电位，该第三开关的第二端连接至该电容的第二端。

2.如权利要求1所述的显示器驱动电路，其中该第一、第二及第三开关还分别具有第三端，该第一及第三开关的第三端连接至该扫描信号电极而接收该扫描信号，并由此扫描信号控制该第一及第三开关的关断或闭合，该第二开关的第三端连接至该电容的第一端，并由该电容两端所具有的该电压差控制该第二开关的关断或闭合。

3.如权利要求2所述的显示器驱动电路，其中当该扫描信号使该第一及第三开关闭合时，该数据信号经由该第一开关传送至该电容，而决定该电容两端的该电压差。

4.如权利要求1所述的显示器驱动电路，其中该第一、第二及第三开关分别包含第一、第二及第三晶体管，该第一、第二及第三晶体管分别具有漏极、源极及栅极，该第一、第二及第三晶体管的漏极即相当于该第一、第二及第三开关的第一端，该第一、第二及第三晶体管的源极即相当于该第一、第二及第三开关的第二端，该第一、第二及第三晶体管的栅极即相当于该第一、第二及第三开关的第三端。

5.如权利要求4所述的显示器驱动电路，其中该第二开关还包括第四晶体管，该第四晶体管与第二晶体管相互并联，该第四晶体管亦具有漏极、源极及栅极，该第二与第四晶体管的栅极共同连接至该电容的第一端，该第二与第四晶体管的源极共同连接至该电容的第二端。

6.如权利要求4所述的显示器驱动电路，其中所述晶体管为非晶硅薄膜晶体管。

7.如权利要求1所述的显示器驱动电路，其中该发光二极管为一有机发光二极管。

8.如权利要求1所述的显示器驱动电路，其中该发光二极管为一高分子发光二极管。

9.一种显示器驱动电路，包括：

一数据信号电极，输出数据信号；

一扫描信号电极，输出扫描信号；

一发光二极管，其具有正极及负极，该负极连接至第一电源装置，该第一电源装置具有第一电位；

第一晶体管，其具有漏极、源极及栅极，该漏极连接至该数据信号电极而接收该数据信号，该栅极连接至该扫描信号电极而接收该扫描信号；

第二晶体管，其具有漏极、源极及栅极，该漏极连接至第二电源装置，该第二电源装置具有第二电位，该第二晶体管的源极连接至该发光二极管的正极，该第二晶体管的栅极连接至该第一晶体管的源极；

一电容，其具有第一端及第二端，该第一端连接至该第二晶体管的栅极，该第二端连接至该第二晶体管的源极；以及

第三晶体管，其具有漏极、源极及栅极，该漏极连接至第三电源装置，该第三电源装置具有第三电位，该第三晶体管的源极连接至该第二晶体管的源极，该第三晶体管的栅极连接至该第一晶体管的栅极。

10.如权利要求9所述的显示器驱动电路，其中还包括第四晶体管，该第四晶体管与该第二晶体管并联，该第四晶体管具有漏极、源极及栅极，该漏极具有该第二电位，该源极连接至该发光二极管的正极，该栅极连接至该第一晶体管的源极。

11.如权利要求9所述的显示器驱动电路，其中所述晶体管为非晶硅薄膜晶体管。

12.如权利要求9所述的显示器驱动电路，其中该发光二极管为一有机发光二极管。

13.如权利要求9所述的显示器驱动电路，其中该发光二极管为一高分子发光二极管。