CN1319035C

CN1319035C - 主动矩阵式显示器及其像素驱动装置

Info

Publication number: CN1319035C
Application number: CNB031044751A
Authority: CN
Inventors: 李纯怀
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: CN1523552A

Abstract

一种主动矩阵式显示器的像素驱动装置，其包含有存储电容、第一主动元件、以及多个主动发光元件，其中该第一主动元件具有第一端连接于扫描线、第二端连接于数据线、与第三端连接于该储存电容，而该等主动发光元件是以并联的方式耦合于第一电压源、第二电压源、与该第三端之间。

Description

主动矩阵式显示器及其像素驱动装置

技术领域

本发明是关于一种主动矩阵式显示器的像素驱动装置，特别是一种有机发光显示器(organic light emitting diode，OLED)的像素驱动装置。

背景技术

由于有机发光二极体具有省电、无视角限制、制造成本低、反应速度快、可操作的温度范围大、以及可随硬体设备小型化及薄型化等优点。因此，有机发光二极体在平面显示器的系统中，具有极大的发展潜力，可望成为下一世代的平面显示器。

请参考图1，图1为已知有机发光显示器10的示意图。有机发光显示器10包含显示面板(display panel)12、扫描线驱动电路14以及数据线驱动电路16。其中，显示面板12上设置有多条扫描线(scanning line)18(即：SL1～SL_m)，多条垂直于扫描线18的数据线(data line)20(即：DL₁～DL_n)，以及多个耦合于扫描线18与数据线20的像素22。一般而言，扫描线驱动电路14与数据线驱动电路16会分别输入信号至扫描线18与数据线20上，以使各像素22依据影像数据而呈现不同的灰度来组成影像。

请参考图2，图2为图1所示的像素22的电路示意图。如图2所示，像素22包含有薄膜晶体管24与26、存储电容28以及有机发光二极体30。其中，薄膜晶体管24的栅极24a与漏极24b是分别耦合于扫描线18与数据线20，薄膜晶体管26的栅极26a是耦合于薄膜晶体管24的源极24c与储存电容28的一端，且薄膜晶体管26的源极26c与漏极26b分别耦合到外部电源V_dd与有机发光二极体30的阳极(anode)30a，而有机发光二极体30的阴极(cathode)30b接地。

一般而言，在操作各像素22时，扫描线驱动电路14会经由扫描线18将扫描信号输入薄膜晶体管24的栅极24a，以使薄膜晶体管24处于导通状态。接着，数据线驱动电路16会经由数据线20将一对应的数据信号输入薄膜晶体管24的漏极24b，以使薄膜晶体管26处于导通状态，此时，外部电源V_dd会经由薄膜晶体管26提供驱动电流至有机发光二极体30上，以使有机发光二极体30产生相对应的亮度，并根据所通过的驱动电流大小产生不同灰度强度的光线。

请参考图3与图4，图3是图2所示有机发光二极体30的剖面示意图，图4是图3所示有机发光二极体30的上视图。如图3所示，有机发光二极体30主要包含有玻璃基板32，透明导电层34设于玻璃基板32表面，用来当做有机发光二极体30的阳极30a，复合薄膜层36设于透明导电层34的表面，以及金属层38设于复合薄膜层36表面，用来当做有机发光二极体30的阴极。其中，复合薄膜层36是由空穴传导层(hole transporting layer)36a、发光层(light emitting layer)36b、以及电子传导层(electron transportinglayer)36c所构成。透明导电层34包含有氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)或氧化铟锡(IZO)等材料，而金属层38包含有低阻抗的金属或合金，例如镁、铝金属或锂/银合金等。

需注意的是，因为加工的误差或其他因素，金属层38与透明导电层34有时会形成点接触，而产生短路，例如：金属层38产生突尖(spike)而穿透复合薄膜层36，并碰触到透明导电层34(图3的A点)，或者是透明导电层34因凹凸不平而与金属层38接触(图3的B点)。如图3所示，由于A点与B点的电阻值约为数千欧母(KΩ)，而有机发光二极体30的电阻值约为数百万欧母(MΩ)，因此大部分的驱动电流将会通过A点与B点，而使有机发光二极体30无法正常地发光，因而成为有机发光显示器10上的坏点(defect)。

如图4所示，为解决前述问题，已知是利用激光来切断A点与B点，也就是利用激光来切断A、B点与有机发光二极体30的连结部分。不过，激光却可能造成A、B点周围的金属层38与透明导电层34接触，导致短路，而无法有效修补有机发光显示器10上的坏点。另一方面，已知的修补方法必须经由作业员来找出坏点，然后再利用激光逐一地修补坏点，不仅耗费人力与时间，更是不符合经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种主动矩阵式显示器的像素驱动装置，以解决前述问题。

依据本发明的目的，本发明的较佳实施例是提供一种主动矩阵式显示器的像素驱动装置，该主动矩阵式显示器包含有第一电压源(source of firstpotential)与第二电压源(source of second potential)，而该像素结构包含有存储电容、第一主动元件、以及多个主动发光元件，其中该第一主动元件具有第一端耦合于扫描线、第二端耦合于数据线、与第三端耦合于该储存电容，而该等主动发光元件是以并联的方式耦合于该第一电压源、该第二电压源、与该第三端之间，其中各该主动发光元件均各包含有：第二主动元件，其具有第四端连接于该第三端、第五端连接于该第一电压源、与第六端；以及发光元件，其具有第七端连接于该第六端、以及第八端连接于该第二电压源。

依据本发明的目的，本发明还提供一种主动矩阵式显示器，其包含有：多条扫描线；多条数据线；多个像素，且各该像素均包含有：存储电容；第一主动元件，其具有第一端连接相对应的扫描线、第二端连接相对应的数据线、与第三端连接储存电容；以及多个主动发光元件，该主动发光元件是以并联的方式耦合于第一电压源、第二电压源、与该第三端之间，且各该主动发光元件均各包含有：发光元件，其是耦合至该第二电压源；以及第二主动元件，其具有第四端耦合于该第三端、第五端耦合至该第一电压源、与第六端耦合至该发光元件。

由于本发明的像素是包含有多个并联的主动发光元件，且各该主动发光元件是包含有发光元件以及主动元件，用来提供驱动电流给该发光元件，以使该发光元件产生相对应的亮度。当该像素内的其中一个(或多个)发光元件发生短路时，该像素是可经由其他的发光元件来产生光线，如此可省掉利用激光修补坏点的步骤，以节省加工时间，进而可提升产品良率。

附图说明

图1是已知有机发光显示器10的示意图。

图2是图1所示的像素22的电路示意图。

图3是图2所示有机发光二极体30的剖面示意图。

图4是图4所示有机发光二极体30的上视图。

图5是本发明的主动矩阵式显示器40的示意图。

图6是图5所示的像素52的电路示意图。

附图标号说明

10有机发光显示器 12显示面板

14扫描线驱动电路 16数据线驱动电路

18扫描线 20数据线

22像素 24薄膜晶体管

24a栅极 24b漏极

24c源极 26薄膜晶体管

26a栅极 26b漏极

26c源极 28储存电容

30有机发光二极体 30a阳极

30b阴极 32玻璃基板

34透明导电层 36复合薄膜层

36a空穴传导层 36b发光层

36c电子传导层 38金属层

40有机发光显示器 42显示面板

44扫描线驱动电路 46数据线驱动电路

48扫描线 50数据线

52像素 54储存电容

54a端点 54b端点

56薄膜晶体管 56a栅极

56b漏极 56c源极

58主动发光元件 60薄膜晶体管

60a栅极 60b漏极

60c源极 62有机发光二极体

62a阳极 62b阴极

64电压源 66电压源

实施方式

请参考图5，图5是本发明的主动矩阵式显示器40的示意图。主动矩阵式显示器40包含显示面板42、扫描线驱动电路44以及数据线驱动电路46。其中，显示面板42上设置有多条扫描线48(即：SL₁～SL_m)，多条垂直于扫描线48的数据线50(即：DL₁～DL_n)，以及多个耦合于扫描线48与数据线50的像素52。一般而言，扫描线驱动电路44与数据线驱动电路46会分别输入信号至扫描线48与数据线50上，以使各像素52可根据影像数据呈现不同的灰度来组成影像。

请参考图6，图6是图5所示的像素52的电路示意图。如图6所示，像素52包含有存储电容54、主动元件56、以及多个主动发光元件58。其中，各主动发光元件58均是包含有主动元件60(T₁、T₂、T₃或T₄)与发光元件62(D₁、D₂、D₃或D₄)，且各主动发光元件58是以并联的方式耦合于电压源64、电压源66，与储存电容54的端点54a之间。此外，电压源64是用来提供电压V₁，而电压源66则是用来提供电压V₂，一般而言，电压V₂是参考电压(例如：接地)，且电压V₁通常是大于电压V₂。并且，主动元件56与各主动元件60是包含有薄膜晶体管或互补式金氧半导体晶体管，而发光元件62则包含有有机发光二极体或发光二极体(light emitting diode，LED)。

在本发明的最佳实施例中，主动矩阵式显示器40是有机发光显示器，因此，主动元件56是薄膜晶体管，并且薄膜晶体管56包含有栅极56a耦合于扫描线48、漏极56b耦合于数据线50、以及源极56c耦合于储存电容54的端点54a。除此之外，各主动元件60均是薄膜晶体管，而各发光元件62则均是有机发光二极体。并且，各薄膜晶体管60均具有一栅极60a耦合至薄膜晶体管56的源极56c、源极60c耦合至电压源64、以及漏极60b耦合至有机发光二极体62的阳极62a，而有极发光二极体62的阴极62b则是耦合于电压源66。另一方面，储存电容54的端点54b是耦合于电压源64，不过在本发明的其他实施例中，储存电容54的端点54b也可以耦合于任何一个可提供固定电压的电压源。

再者，各像素52内部的操作方法是说明如下。首先，扫描线驱动电路44会经由扫描线48将扫描信号输入薄膜晶体管56的栅极56a，以使薄膜晶体管56处于导通状态。接着，数据线驱动电路50会经由数据线50将一对应的数据信号输入薄膜晶体管56的漏极56b，以使各薄膜晶体管60处于导通状态，同时并对储存电容54进行充电，使储存电容54具有第一电压。由于此时各薄膜晶体管60均会处于导通状态，因此电压源64会经由各薄膜晶体管60而提供驱动电流至各有机发光二极体62上，以使各有机发光二极体62产生相对应的亮度。并且当薄膜晶体管56关闭时，储存电容54仍具有该第一电压，以使各薄膜晶体管60维持在导通状态，而可持续地提供驱动电流至各有机发光二极体62上，以使各有极发光二极体62可维持在发光状态。

值得注意的是，当其中一个有机发光二极体62(例如：D₁)的阳极62a与阴极62b因为加工的误差或其他因素，而产生短路时，则薄膜晶体管T₁所提供的驱动电流无法使有机发光二极体D发光。不过，如图6所示，由于像素52内包含有四个并联的主动发光元件58，因此其它的薄膜晶体管T₂、T₃与T₄仍可提供驱动电流给有机发光二极体D₂、D₃与D₄，因此有机发光二极体D₂、D₃与D₄仍可继续发光，以使像素52维持在发光状态。换句话说，任一个像素52只要具有至少一个良好的有机发光二极体62，便可以正常地产生光线，如此一来，不仅可省掉利用激光修补坏点的步骤，更可提升产品的良率。

简而言之，本发明是在像素中形成多个并联的主动发光元件，各该主动发光元件是包含有有机发光二极体(或发光二极体)以及薄膜晶体管(或互补式金氧半导体晶体管)，用来提供驱动电流给该有机发光二极体，以使该有机发光二极体产生相对应的亮度。此外，主动发光元件的数量是依据该像素的尺寸大小来决定，理论上而言，主动发光元件的数量越多，则当该像素内的有机发光二极体产生短路时，该像素的灰度越不易被影响。另一方面，本发明的像素内的电路设计并不限于图6所示，亦即，薄膜晶体管56与储存电容54的数量与配置是可依据实际需要而调整。

相较于已知技术，由于本发明的像素是包含有多个并联的发光元件，且各该发光元件均与主动元件串联，各该主动元件是用来提供驱动电流给各该发光元件。因此，当该像素内的其中一个(或多个)发光元件发生短路时，该像素内其它良好的发光元件仍可继续发光，以使该像素可正常地运作。如此一来，不仅可省掉利用激光修补坏点的步骤，节省加工时间，进而可提升产品良率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡根据本发明权利要求所做的同等变化与修饰，都属本发明专利的涵盖范围。

Claims

1.一种主动矩阵式显示器的像素驱动装置，该主动矩阵式显示器包含有第一电压源与第二电压源，该像素驱动装置包含有：存储电容；第一主动元件，其第一端耦合于扫描线、第二端耦合于数据线、与第三端连接于该储存电容；以及多个主动发光元件，且该主动发光元件是以并联的方式耦合于该第一电压源、该第二电压源、与该第三端之间，

其特征在于其中各该主动发光元件均各包含有：

第二主动元件，其具有第四端连接于该第三端、第五端连接于该第一电压源、与第六端；以及

发光元件，其具有第七端连接于该第六端、以及第八端连接于该第二电压源。

2.如权利要求1的像素驱动装置，其中该第一主动元件是第一薄膜晶体管，且该第一端是该第一薄膜晶体管的栅极，该第二端是该第一薄膜晶体管的漏极，而该第三端是该第一薄膜晶体管的源极。

3.如权利要求1的像素驱动装置，其中该储存电容是耦合于该第三端与固定电压源之间，且该固定电压源是用来提供固定的电压。

4.如权利要求3的像素驱动装置，其中该固定电压源是该第一电压源。

5.如权利要求1的像素驱动装置，其中当该发光元件的其中一个发生短路现象时，该像素结构是可通过其他的各该发光元件来显示画面。

6.如权利要求1的像素驱动装置，其中各该第二主动元件是包含有第二薄膜晶体管或互补式金氧半导体晶体管。

7.如权利要求6的像素驱动装置，其中该第四端是该第二薄膜晶体管的栅极，该第五端是该第二薄膜晶体管的源极，而该第六端是该第二薄膜晶体管的漏极。

8.如权利要求1的像素驱动装置，其中各该发光元件是包含有有机发光二极体或发光二极体。

9.如权利要求8的像素驱动装置，其中该第七端是用来当作该发光元件的阳极，而该第八端是用来当作该发光元件的阴极。

10.一种主动矩阵式显示器，其包含有：多条扫描线；多条数据线；多个像素，且各该像素均包含有：存储电容；第一主动元件，其具有第一端连接相对应的扫描线、第二端连接相对应的数据线、与第三端连接储存电容；以及多个主动发光元件，该主动发光元件是以并联的方式耦合于第一电压源、第二电压源、与该第三端之间，

其特征在于各该主动发光元件均各包含有：

发光元件，其是耦合至该第二电压源；以及

第二主动元件，其具有第四端耦合于该第三端、第五端耦合至该第一电压源、与第六端耦合至该发光元件。

11.如权利要求10的主动矩阵式显示器，其中该第一主动元件是第一薄膜晶体管，且该第一端是该第一薄膜晶体管的栅极，该第二端是该第一薄膜晶体管的漏极，而该第三端是该第一薄膜晶体管的源极。

12.如权利要求10的主动矩阵式显示器，其中该储存电容是耦合于该第三端与固定电压源之间，且该固定电压源是用来提供固定的电压。

13.如权利要求12的主动矩阵式显示器，其中该固定电压源是该第一电压源。

14.如权利要求10的主动矩阵式显示器，其中各该第二主动元件是包含有第二薄膜晶体管或互补式金氧半导体晶体管。

15.如权利要求10的主动矩阵式显示器，其中该第四端是该第二薄膜晶体管的栅极，该第五端是该第二薄膜晶体管的源极，而该第六端是该第二薄膜晶体管的漏极。

16.如权利要求10的主动矩阵式显示器，其中各该发光元件是包含有有机发光二极体或发光二极体。

17.如权利要求10的主动矩阵式显示器，其中当一像素内的其中一个发光元件发生短路现象时，该像素是可通过该像素内的其他该发光元件来显示画面。