CN1606057A

CN1606057A - 显示器的像素

Info

Publication number: CN1606057A
Application number: CNA2004100925600A
Authority: CN
Inventors: 张浥尘; 李国胜
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2004-11-15
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2024-11-15
Also published as: CN100371976C

Abstract

一种显示器的像素，用于有机发光二极管显示器。有机发光二极管显示器的驱动电路输出数据电流与扫描信号。显示器的像素包括开关电路、第一晶体管、第二晶体管、电容、开关与发光组件。开关电路的输入端用以接收数据电流，并受控于扫描信号。扫描信号致能时，开关电路的第一输出端与第二输出端分别输出第一电流与第二电流。第二电流对电容充电，使电容储存流过第一晶体管的第一电流所对应的栅－源极间的电压。当扫描信号为非致能时，开关导通，使第一晶体管与第二晶体管分别输出对应电容电压的电流至发光组件。

Description

显示器的像素

技术领域

本发明有关于一种显示器的像素，且特别是有关于一种有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)的像素。

背景技术

请参照图1，其为传统有机发光二极管的像素电路图。有机发光二极管的像素100包括第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、电容C与有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)。其电流驱动方式如下：驱动电路(未示于图1中)依据不同的灰度值提供不同的电流(以定电流源(source current)代表的)，使得该像素100将依照此定电流源输出的数据电流I，产生对应的电容电压Vc。也就是说，流过第一晶体管Q1的电流几乎为数据电流I的大小时，其所对应的第一晶体管Q1栅-源极间的电压Vgs1储存于电容C中以为电容电压Vc。使得当扫描信号S为非致能时，第三晶体管Q3、第四晶体管Q4与第一晶体管Q1截止(turn off)。第一晶体管Q1与第二晶体管Q2的组件特性相同，且电容电压Vc几乎维持为电压Vgs1，使得第二晶体管Q2栅-源极间的电压Vgs2将基本上等于Vgs1，此时，流过第二晶体管Q2的电流大小理论上将与数据电流I相同。

但实际上，由于晶体管在长时间使用后，会造成阈值电压(Thresholdvoltage)的偏移(shift)，该偏移量与晶体管操作时间及所流过的电流大小有关。由于第一晶体管Q1与第二晶体管Q2导通的时间不一样长，即第二晶体管Q2一直处于导通状态。第二晶体管Q2于扫描信号S为致能及非致能两期间都导通，而第一晶体管Q1只有在扫描信号S为致能时才导通。使得第一晶体管Q1与第二晶体管Q2导通的阈值电压的偏移量不一样。如此，虽然第二晶体管Q2栅-源极间的电压Vgs2与第一晶体管栅-源极间的电压Vgs1虽然都等于电容电压Vc，但不同的阈值电压的偏移量，使得第二晶体管Q2的阈值电压与第一晶体管Q1的阈值电压不同。这样一来，第二晶体管Q2所产生的电流大小将与数据电流I不相同，而使得有机发光二极管OLED亮度无法达到数据电流I所对应的亮度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种显示器的像素，以解决第一晶体管与第二晶体管的阈值电压的偏移量不同造成的于相同的栅-源极电压的下，却使得第二晶体管所产生的电流大小与第一晶体管所产生的电流不同的问题。

根据本发明的目的，提出一种显示器的像素，包括一开关电路、一第一晶体管、一第二晶体管、一电容、一开关与一发光组件。开关电路具有一输入端、一第一输出端与一第二输出端，其输入端用以接收一数据电流，并受控于一扫描信号。于扫描信号致能时，开关电路分别于第一输出端与第二输出端输出一第一电流与一第二电流。

第一晶体管具有一第一漏极、一第一栅极与一第一源极，第一漏极连接到第一输出端，第一栅极连接到第二输出端，第一源极连接到一节点。第二晶体管具有一第二漏极、一第二栅极与一第二源极，第二漏极连接到一第一固定电位，第二栅极连接第二输出端，第二源极连接到节点。

开关具有一第一端与一第二端，第一端连接到一第二固定电位，第二端连接到开关电路的第一输出端。开关受控于一控制信号。控制信号对应至扫描信号，当扫描信号为致能时，开关截止。

电容的一端连接到开关电路的第二输出端，电容的一电容电压对应至第一栅极与第一源极间的电压。而发光组件连接到节点。其中，当扫描信号为非致能时，开关导通，使第一晶体管与第二晶体管分别输出对应至电容电压的电流至发光组件。

根据本发明的另一目的，提出一种有机发光二极管显示器，包括一驱动电路与多个像素。驱动电路输出一数据电流与一扫描信号。多个像素各包括一开关电路、一第一晶体管、一第二晶体管、一电容、一开关与一发光组件。开关电路具有一输入端、一第一输出端与一第二输出端，输入端用以接收数据电流，并受控于扫描信号。于扫描信号致能时，开关电路分别于第一输出端与第二输出端输出一第一电流与一第二电流。

第一晶体管具有一第一漏极、一第一栅极与一第一源极，第一漏极连接到第一输出端，第一栅极连接到第二输出端，第一源极连接到一节点。第二晶体管具有一第二漏极、一第二栅极与一第二源极，第二漏极连接到一第一固定电位，第二栅极连接第二输出端，第二源极连接节点。

电容的一端连接到开关电路的第二输出端，电容的一电容电压对应至第一栅极与第一源极间的电压。发光组件连接到节点。其中，当扫描信号为非致能时，开关导通，使第一晶体管与第二晶体管分别输出对应至电容电压的电流至发光组件。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1表示传统有机发光二极管的像素电路图。

图2表示依照本发明一第一实施例的一种有机发光二极管显示器的电路图。

图3表示依照本发明一第二实施例的一种有机发光二极管显示器的电路图。

图4表示依照本发明一第三实施例的一种有机发光二极管显示器的电路图。

附图标号说明

100：有机发光二极管的像素

200、300、400：有机发光二极管显示器

202：驱动电路

204：开关电路

206：发光组件

208、308、408：像素

C、C’：电容

SW：开关

Q1、Q2、Q3、Q4、Q1’、Q2’、Q3’、Q4’：晶体管

具体实施方式

请参照图2，其表示依照本发明一第一实施例的一种有机发光二极管显示器的电路图。有机发光二极管显示器200包括一驱动电路202与多个像素，例如是一像素208。驱动电路202用以输出数据电流I’与扫描信号S。像素208包括一开关电路204、第一晶体管Q1’、第二晶体管Q2’、开关SW、电容C’与发光组件206。开关电路204具有第三晶体管Q3’与第四晶体管Q4’。且第一晶体管Q1’、第二晶体管Q2’、第三晶体管Q3’及第四晶体管Q4’较佳地均为N型非晶硅薄膜晶体管，并各具有漏极(drain)、栅极(gate)与源极(source)。而其连接关为：第三晶体管Q3’的第三栅极G3’用以接收扫描信号S，其第三漏极D3’作为开关电路204的输入端IN以接收数据电流I’，而其第三源极S3作为开关电路204的第一输出端OUT1。第四晶体管Q4’的第四漏极D4’连接第三源极S3’，其第四栅极G4’用以接收扫描信号S，而其第四源极S4’作为开关电路204的第二输出端OUT2。

第一晶体管Q1’的第一漏极D1’连接第一输出端OUT1，其第一栅极G1’连接第二输出端OUT2，而其第一源极S1’连接一节点N。第二晶体管Q2’的第二漏极D2’连接到第一固定电位Vcc1，其第二栅极G2’连接第二输出端OUT2，而其第二源极S2’连接该节点N。而开关SW具有第一端X1与第二端X2，开关SW较佳的为一P型非晶硅薄膜晶体管，其第一端X1连接到第二固定电位Vcc2，第二固定电位Vcc2较佳的与第一固定电位Vcc1相同电位。第二端X2连接到第一输出端OUT1。

电容C’的一端连接到第二输出端OUT2，电容C’的另一端与发光组件206的正端一同连接到节点N。发光组件206为有机发光二极管(OrganicLight Emitting Diode，OLED)。

首先，当扫描信号S刚转为致能(enable)时，数据电流I’大部分先经由第四晶体管Q4’、电容C’流至有机发光二极管206，并快速地对电容C’充电。当电容电压Vc’上升至大于第一晶体管Q1’的阈值电压(Thresholdvoltage)时，第一晶体管Q1’导通，使得数据电流I’经由第三晶体管Q3’与第四晶体管Q4’分流后，于第一输出端OUT1输出第一电流I1，第二输出端OUT2输出第二电流I2。由于第一晶体管Q1’与第二晶体管Q2’的阈值电压基本上相同，故第一晶体管Q1’导通时，第二晶体管Q2’亦导通。当电容电压Vc’上升时，第一电流I1的大小随着电容电压Vc’上升而增加，同时第二晶体管Q2’导通时，流过第二晶体管Q2’的第三电流I3也如同I1一样随着电容电压Vc’上升而上升。当电容电压Vc’上升至足以让第一电流I1’几乎为数据电流I’时，第一晶体管Q1’的栅-源极间的电压为Vgs1’，电容电压Vc’等于Vgs1’，以保持住此时的第一晶体管Q1’的栅G1’-源极S1’间的电压Vgs1’。

接着，当扫描信号S为非致能时，第三晶体管Q3’与第四晶体管Q4’截止。由于控制信号CS与扫描信号S反相，故扫描信号S为非致能时，控制信号CS为致能，使得开关SW导通。此时，由于第一晶体管Q1’与第二晶体管Q2’的栅G2’-源极S2’间的电压维持电容电压Vc’的大小，故第一晶体管Q1’与第二晶体管Q2’将持续导通。此时，分别流过第一晶体管Q1’与第二晶体管Q2’的第一电流I1与第三电流I3的大小均约等于数据电流I’，使得有机发光二极管206接收的电流大小约为两倍的数据电流I’。也就是说，与图1的传统像素相较，为了使有机发光二极管206产生相同的亮度，流过本实施例的第一晶体管Q1’与第二晶体管Q2’的第一电流I1与第三电流I3的大小，仅为图1的第一晶体管Q1’与第二晶体管Q2’的半。由于晶体管的阈值电压的偏移(shift)与导通时间及流过晶体管的电流的大小成正相关。所以，本实施例的第一晶体管Q1’及第二晶体管Q2’的阈值电压的偏移速率小于传统像素。如此，本实施例的像素208的使用寿命将比图1的传统像素还长。

此外，当第一晶体管Q1’藉由开关SW在扫描信号S为非致能时导通，使得该两晶体管Q1’、Q2’操作时间几乎相同，其长时间操作后的阈值电压的偏移量也几乎一样。当电容C’储存流过第一晶体管Q1’的电流I1所对应的栅-源极间的电压Vgs1’时，此时电容电压Vc’将使第二晶体管Q2’产生基本上与流过第一晶体管Q1’的电流I1相同的电流I3。如此，可以使像素208产生所要的目标亮度，而不会有传统的像素亮度降低的问题。

请参照图3，其表示依照本发明一第二实施例的一种有机发光二极管显示器的电路图。有机发光二极管显示器300与第一实施例的有机发光二极管显示器200不同的地方在于，像素308中的晶体管Q3’、Q4’的连接方式由串联改为并联。也就是说，第四晶体管Q4’的第四漏极D4’连接到第三晶体管Q3’的第三漏极D3’。此外第二实施例与第一实施例具有相同的功效。

请参照图4，其表示依照本发明一第三实施例的一种有机发光二极管显示器的电路图。本实施例与第二实施例不同的地方于电容C’的连接方式，除了其一端连接于开关电路204的第二输出端OUT2，其另一端亦可连接于第一固定电压Vcc1，或第二固定电压Vcc2，只要电容C’能储存流过第一晶体管Q1’的电流I1’所对应的栅-源极间的电压Vgs1’。此外，其第三晶体管Q3’与第四晶体管Q4’的连接方式亦可由并联改为串联。

综上所述，本发明上述实施例所公开的像素，具有低于传统电流驱动方式下的数据电流大小，以及第二晶体管与第一晶体管的阈值电压(Thresholdvoltage)的偏移(shift)量几乎相同，使得该像素电路依照不同的偏置电流产生对应的栅-源极间的电压以为电容电压，并在第二晶体管上产生与第一电流几乎相同的第三电流，以提供基本上两倍的数据电流至有机发光二极管，使其达到预定的亮度。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种更动与修改，因此本发明的保护范围当视所提出的权利要求限定的范围为准。

Claims

1.一种显示器的像素，包括：

一开关电路，具有一输入端、一第一输出端与一第二输出端，该输入端用以接收一数据电流，并受控于一扫描信号，于该扫描信号致能时，该开关电路分别于该第一输出端与该第二输出端输出一第一电流与一第二电流；

一第一晶体管，具有一第一漏极、一第一栅极与一第一源极，该第一漏极连接到该第一输出端，该第一栅极连接到该第二输出端，该第一源极连接到一节点；

一第二晶体管，具有一第二漏极、一第二栅极与一第二源极，该第二漏极连接到一第一固定电位，该第二栅极连接该第二输出端，该第二源极连接该节点；

一开关，具有一第一端与一第二端，该第一端连接到一第二固定电位，该第二端连接到该第一输出端，该开关受控于一控制信号，该控制信号对应至该扫描信号，当该扫描信号为致能时，该开关依据该控制信号以截止；

一电容，该电容的一端连接到该第二输出端，该电容的一电容电压对应至的该第一栅极与该第一源极间的电压；以及

一发光组件，连接到该节点；

其中，当该扫描信号为非致能时，该开关导通，使该第一晶体管与该第二晶体管分别输出对应至该电容电压的电流至该发光组件。

2.如权利要求1所述的像素，其中该开关电路包括：

一第三晶体管，具有一第三漏极、一第三栅极与一第三源极，该第三栅极连接到一扫描线，用以接收该扫描信号，该第三漏极作为该输入端，该第三源极作为该第一输出端；及

一第四晶体管，具有一第四漏极、一第四栅极与一第四源极，该第四漏极连接到该第三源极，该第四栅极连接到该扫描线，用以接收该扫描信号，该第四源极作为该第二输出端。

3.如权利要求1所述的像素，其中该开关电路包括：

一第三晶体管，具有一第三漏极、一第三栅极与一第三源极，该第三栅极连接该扫描线，用以接收该扫描信号，该第三源极作为该第一输出端；

一第四晶体管，具有一第四漏极、一第四栅极与一第四源极，该第四漏极连接到该第三漏极并作为该输入端，该第四栅极连接该扫描线，用以接收该扫描信号，该第四源极作为该第二输出端。

4.如权利要求1所述的像素，其中该电容的另一端连接到该节点、该第一固定电压或该第二固定电压。

5.如权利要求1所述的像素，其中该发光组件为一有机发光二极管。

6.如权利要求1所述的像素，其中该第一晶体管、该第二晶体管、该第三晶体管、以及该第四晶体管均为N型非晶硅薄膜晶体管。

7.如权利要求1所述的像素，其中该控制信号与该扫描信号反相。

8.如权利要求1所述的像素，其中该控制信号为下一笔扫描信号。

9.如权利要求1所述的像素，其中该第一固定电位与该第二固定电位为相同电位。

10.一种有机发光二极管显示器，包括：

一驱动电路，用以输出一数据电流与一扫描信号；以及

多个像素，各包括：

一开关电路，具有一输入端、一第一输出端与一第二输出端，该输入端用以接收该数据电流，并受控于该扫描信号，于该扫描信号致能时，该开关电路分别于该第一输出端与该第二输出端输出一第一电流与一第二电流；

一开关，具有一第一端与一第二端，该第一端连接到一第二固定电位，该第二端连接到该第一输出端，该开关受控于一控制信号，该控制信号对应至该扫描信号，当该扫描信号为致能时，该开关截止；

一发光组件，连接到该节点；

11.如权利要求10所述的显示器，其中该开关电路包括：

12.如权利要求10所述的显示器，其中该开关电路包括：

13.如权利要求10所述的显示器，其中该电容的另一端连接该节点、该第一固定电压或该第二固定电压。

14.如权利要求10所述的显示器，其中该发光组件一有机发光二极管。

15.如权利要求10所述的显示器，其中该第一晶体管、该第二晶体管、该第三晶体管、以及该第四晶体管均为N型非晶硅薄膜晶体管。

16.如权利要求10所述的显示器，其中该控制信号与该扫描信号反相。

17.如权利要求10所述的显示器，其中该控制信号为下一笔扫描信号。

18.如权利要求10所述的显示器，其中该第一固定电位与该第二固定电位为相同电位。