專利名稱：有機發光二極管的像素驅動電路的制作方法
有機發光二極管的像素驅動電路
技術領域：
本發明系相關于一種有機發光二極管的像素驅動電路，尤指一種可補償晶體管的 臨界電壓的有機發光二極管的像素驅動電路。
背景技術：
請參考圖1，圖1為背景技術的有機發光二極管(organic lightemitting diode, 0LED)的顯示面板的示意圖。顯示面板10包括數據驅動器11、掃描驅動器12以及顯示數 組13。數據驅動器11控制數據線DL1至01^，且掃描驅動器12控制掃描線SL1至31^。顯 示數組13是由數據線DL1至DLn以及掃描線SL1至SLm交錯所形成，且每一交錯的數據線和 掃描線形成一個顯示單元，例如，數據線DL1和掃描線SL1形成顯示單元14。如圖1所示， 顯示單元14(其它顯示單元亦相同)的等效電路包含開關晶體管T11、儲存電容C11、驅動 晶體管T12以及有機發光二極管D11，其中開關晶體管Tll與驅動晶體管T12為為N型晶體 管。掃描驅動器12依序送出掃描信號至掃描線SL1至SLm，而使在同一時間僅開啟某一 列上所有顯示單元的開關晶體管，而關閉其它列上所有顯示單元的開關晶體管。數據驅動 器11則是根據待顯示的影像數據，經由數據線DL1至DLn，送出對應的視訊信號(灰階值) 到一列的顯示單元上。舉例來說，當掃描驅動器12送出掃描信號至掃描線SL1時，顯示單 元14的開關晶體管Tll導通，數據驅動器11則通過數據線DL1將對應的像素數據傳送至 顯示單元14中，且由儲存電容Cll來儲存像素數據的電壓。驅動晶體管T12則根據儲存電 容Cll所儲存的電壓，以提供驅動電流Ids來驅動有機發光二極管D11。由于有機發光二極管Dll為電流驅動組件，驅動電流Ids的值可決定有機發光二 極管Dll所產生的光亮度。驅動電流Ids即流過驅動晶體管T12的電流，可表示為式(1)Ids = -k{Vgs - Vthf^i (1)其中k為驅動晶體管T12的導電參數，Vgs為驅動晶體管T12的柵極與源極的電 壓差，Vth為驅動晶體管T12的臨界電壓值。然而，由于薄膜晶體管的制程因素，導致在顯示數組13中，各區域的驅動晶體管 在電性上的差異，即驅動晶體管的臨界電壓值的差異。因此，當不同區域的多個顯示單元接 收具有相同電壓的像素數據時，由于驅動晶體管的臨界電壓的差異，使得在這些顯示單元 中，提供至有機發光二極管的驅動電流的值不一致，造成了有機發光二極管所產生的亮度 相異，顯示面板10則顯示不均勻的畫面。
發明內容因此，本發明的一目的在于提供一種有機發光二極管的像素驅動電路，以解決上 述的問題。本發明系提供一種像素驅動電路，包含一第一開關、一第一電容、一晶體管、一第
3二開關、一第二電容以及一有機發光二極管。該第一開關具有一第一端用來接收一數據信 號，一第二端，以及一控制端用來接收一掃描信號。該第一電容具有一第一端電性連接于該 第一開關的第二端，以及一第二端。該晶體管具有一第一端，一控制端電性連接于該第一電 容的第一端，以及一第二端電性連接于該第一電容的第二端。該第二開關具有一第一端電 性連接于一第一電壓源，一第二端電性連接于該晶體管的第一端，以及一控制端用來接收 一第一控制信號。該第二電容具有一第一端電性連接于該晶體管的第二端，以及一第二端 電性連接于一第二電壓源。該有機發光二極管具有一第一端電性連接于該晶體管的第二 端，以及一第二端電性連接于該第二電壓源。
圖1為先前技術的有機發光二極管的顯示面板的示意圖。 圖2為本發明的有機發光二極管的像素驅動電路的第一實施例的示意圖, 圖3為圖2的像素驅動電路的操作波形圖。
圖4為本發明的有機發光二極管的像素驅動電路的第二實施例的示意圖, 圖5為圖4的像素驅動電路的操作波形圖。主要組件符號說明
顯示面板 數據驅動器 掃描驅動 顯示數組 顯示單元 數據線 掃描線 開關晶體管 驅動晶體管 儲存電容 有機發光二極管
10 11 12
13
14 DL1 SL1 Tll T12 Cll
DlUODl
DLn SLm
SW1-SW3 Tl
20、40
C1、C2
OVDD
OVSS
OVDDH
OVDDL
Gl
PUSl Sdata Vdata
管 關體 開晶
像素驅動電路 電容
第一電壓源 第二電壓源 高準位電壓 低準位電壓 掃描信號 控制信號 數據信號 數據電壓
4
VrefVgVs
參考電壓
晶體管的控制端的電壓 晶體管的第二端的電壓
具體實施方式
請參考圖2，圖2為本發明的有機發光二極管的像素驅動電路的第一實施例的示 意圖。像素驅動電路20包含第一開關SW1、第一電容Cl、晶體管Tl、第二開關SW2、第二電 容C2以及有機發光二極管ODl。第一開關SWl的第一端接收數據信號Sdata，第一開關SWl 的控制端接收掃描信號G1。第一電容Cl的第一端電性連接于第一開關SWl的第二端。晶 體管Tl的控制端電性連接于第一電容Cl的第一端，晶體管Tl的第二端電性連接于第一電 容Cl的第二端。第二開關SW2的第一端電性連接于第一電壓源0VDD，第二開關SW2的第二 端電性連接于晶體管Tl的第一端，第二開關SW2的控制端接收第一控制信號Pl。第二電容 C2的第一端電性連接于晶體管Tl的第二端，第二電容C2的第二端電性連接于第二電壓源 0VSS。有機發光二極管ODl的第一端電性連接于晶體管Tl的第二端，有機發光二極管ODl 的第二端電性連接于第二電壓源OVSS。在本發明的實施例中，第一開關SWl、第二開關SW2 以及晶體管Tl為N型晶體管。第一電壓源OVDD包含高準位電壓OVDDH以及低準位電壓 0VDDL。電壓Vs表示晶體管Tl的第二端的電壓，電壓Vg表示晶體管Tl的控制端的電壓。請參考圖3，圖3為圖2的像素驅動電路的操作波形圖。像素驅動電路20的操作 主要包含重置、臨界電壓補償、數據寫入以及驅動發光四個階段。第一電壓源OVDD于重置 階段提供低準位電壓0VDDL，其余階段提供高準位電壓0VDDH，數據信號Sdata于數據寫入 階段提供數據電壓Vdata，其余階段提供參考電壓Vref。像素電路20于時段TDl進行重置， 以設定電壓Vg以及電壓Vs。于時段TDl，第一電壓源OVDD提供低準位電壓0VDDL，掃描信 號Gl以及控制信號Pl為邏輯高準位，所以第一開關SWl以及第二開關SW2被開啟，晶體管 Tl的控制端接收參考電壓Vref。由于參考電壓Vref大于低準位電壓0VDDL，所以晶體管 Tl也將導通，晶體管Tl的第二端接收低準位電壓0VDDL。因此，時段TDl的電壓Vg以及電 壓Vs可表示為式(1)、⑵Vg = Vref式(1)Vs = OVDDL式(2)像素電路20于時段TD2進行臨界電壓補償。于時段TD2，第一電壓源OVDD提供高 準位電壓0VDDH，掃描信號Gl以及控制信號Pl的邏輯準位不變，所以第一開關SWl以及第 二開關SW2維持開啟的狀態。由于第一電壓源OVDD由低準位電壓OVDDL轉換為高準位電 壓0VDDH，在晶體管Tl維持導通的情況下，晶體管Tl的控制端與第二端的電壓差必須大于 晶體管Tl的臨界電壓Vth，使得電壓Vs將上升到Vref-Vth。因此，時段TD2的電壓Vg以 及電壓Vs可表示為式(3)、(4):Vg = Vref式
⑷ 像素電路20于時段TD3進行數據寫入。于時段TD3，掃描信號Gl的邏輯準位不
⑶ Vs = Vref-Vth
5變，控制信號Pl由邏輯高準位轉換為邏輯低準位，所以第一開關SWl維持開啟，第二開關 SW2被關閉，此時數據信號Sdata提供數據電壓Vdata通過第一開關SWl傳送到晶體管Tl 的控制端。當晶體管Tl的控制端由參考電壓Vref轉換為數據電壓Vdata時，由于電容Cl 的耦合效應，晶體管Tl的第二端將產生電壓差Δν，如式(5)所示。因此，時段TD3的電壓 Vg以及電壓Vs可表示為式(6)、(7) ClAV =-(Vdata — Fre/)式(5)
1 +Vg = Vdata式 (6)Vs = Vref-Vth+ AV式 (7)像素電路20于時段TD4進行驅動發光。于時段TD4，掃描信號Gl由邏輯高準位轉 換為邏輯低準位，控制信號Pl由邏輯低準位轉換為邏輯高準位，所以第一開關SWl被關閉， 第二開關SW2被開啟，電壓Vg以及電壓Vs可表示為式⑶、(9)Vg = Vdata+OVSS+VOLED-Vref+Vth- AV式(8)Vs = 0VSS+VLED式(9)其中電壓VOLED為有機發光二極管ODl的第一端與第二端的電壓差，驅動有機發 光二極管ODl的電流由晶體管Tl所決定，如式(10)所示Ioled = k (Vgs-Vth)2式 (10)其中電壓Vgs為晶體管Tl的控制端與第二端的電壓差，根據式⑶、(9)，電壓Vgs 可表示為式(11)Vgs = Vdata-Vref+Vth- Δ V式 (11)因此，根據式(5)、(10)、(11)，電流1_可改寫為式(12)
Cl/。■=對—徹/)]2式(12)由式(12)可知，有機發光二極管ODl的驅動電流只與數據電壓Vdata以及參 考電壓Vref有關，主要是因為像素驅動電路20補償了晶體管Tl的臨界電壓Vth。請參考圖4，圖4為本發明的有機發光二極管的像素驅動電路的第二實施例的示 意圖。在第一實施例中，像素驅動電路20的第一電壓源OVDD可提供低準位電壓OVDDL或 高準位電壓0VDDH，也就是第一電壓源OVDD為交流電壓源。在第二實施例中，像素驅動電 路40以二個直流電壓源來取代第一電壓源0VDD，這二個直流電壓源分別用來提供低準位 電壓OVDDL及高準位電壓0VDDH，像素驅動電路40另包含第三開關SW3，第三開關SW3由控 制信號Sl所控制，像素驅動電路40可通過第三開關SW3與第一開關SWl來切換低準位電 壓OVDDL及高準位電壓0VDDH。請參考圖5，圖5為圖4的像素驅動電路的操作波形圖。像素驅動電路40的操作原 理與第一實施例相同，主要包含重置、臨界電壓補償、數據寫入以及驅動發光四個階段。在 第一實施例中，第一電壓源OVDD于重置階段提供低準位電壓0VDDL，其余階段提供高準位
6電壓0VDDH。因此，在第二實施例中，當像素驅動電路40于時段TDl進行重置時，控制信號 Pl為邏輯低準位，控制信號Sl為邏輯高準位，所以第二開關SW2被關閉，第三開關SW3被開 啟，此時低準位電壓OVDDL通過第三開關SW3傳送到晶體管Tl。另一方面，當像素驅動電路 40于時段TD2進行臨界電壓補償以及于TD4進行驅動發光時，控制信號Pl為邏輯高準位， 控制信號Sl為邏輯低準位，所以第二開關SW2被開啟，第三開關SW3被關閉，此時高準位電 壓OVDDH通過第二開關SW2傳送到晶體管Tl。此外，當像素驅動電路40于時段TD32進行 數據寫入時，控制信號Pl及控制信號Sl為邏輯低準位，所以第二開關SW2及第三開關SW3 被關閉。因此，像素驅動電路40于重置、臨界電壓補償、數據寫入以及驅動發光四個階段的 電壓Vg以及電壓Vs與第一實施例完全相同。綜上所述，本發明的有機發光二極管的像素驅動電路包含一第一開關、一第一電 容、一晶體管、一第二開關、一第二電容以及一有機發光二極管。像素驅動電路的操作主要 包含重置、臨界電壓補償、數據寫入以及驅動發光四個階段。像素驅動電路可補償于晶體管 的臨界電壓，所以有機發光二極管的驅動電流只與數據電壓以及參考電壓有關。因此，本發 明的有機發光二極管的像素驅動電路補償了晶體管的臨界電壓的差異所造成的驅動電流 不一致，可改善有機發光二極管所產生的亮度相異，避免有機發光二極管的顯示面板產生 不均勻的畫面。以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
權利要求
一種像素驅動電路，包含一第一開關，具有一第一端用來接收一數據信號，一第二端，以及一控制端用來接收一掃描信號；一第一電容，具有一第一端電性連接于該第一開關的第二端，以及一第二端；一晶體管，具有一第一端，一控制端電性連接于該第一電容的第一端，以及一第二端電性連接于該第一電容的第二端；一第二開關，具有一第一端電性連接于一第一電壓源，一第二端電性連接于該晶體管的第一端，以及一控制端用來接收一第一控制信號；一第二電容，具有一第一端電性連接于該晶體管的第二端，以及一第二端電性連接于一第二電壓源；以及一有機發光二極管，具有一第一端電性連接于該晶體管的第二端，以及一第二端電性連接于該第二電壓源。
2.根據權利要求1所述的像素驅動電路，其特征在于，該第一開關、該第二開關以及該 晶體管為N型晶體管。
3.根據權利要求1所述的像素驅動電路，其特征在于，另包含一第三開關，具有第一端電性連接于一第三電壓源，一第二端電性連接于該晶體管的 第一端，以及一控制端用來接收一第二控制信號。
4.根據權利要求3所述的像素驅動電路，其特征在于，該第一電壓源用來提供一第一 準位電壓，該第三電壓源用來提供一第二準位電壓。
5.根據權利要求1所述的像素驅動電路，其特征在于，該第一電壓源用來提供一第一 準位電壓以及一第二準位電壓。
6.根據權利要求5所述的像素驅動電路，其特征在于，當該第一開關以及該第二開關 被開啟時，該數據信號經由該第一開關將一參考電壓傳輸至該晶體管的控制端，該晶體管 的第二端接收該第二準位電壓。
7.根據權利要求6所述的像素驅動電路，其特征在于，當該第一電壓源由該第二準位 電壓切換到該第一準位電壓時，該晶體管的第二端的電壓根據該參考電壓以及該晶體的臨 界電壓所產生。
8.根據權利要求7所述的像素驅動電路，其特征在于，當該第一開關被開啟且該第二 開關被關閉時，該數據信號經由該第一開關將一數據電壓傳輸至該晶體管的控制端。
9.根據權利要求8所述的像素驅動電路，其特征在于，當該第一開關被關閉且該第二 開關被開啟時，該有機發光二極管被根據該數據電壓以及該參考電壓所產生的電流驅動而 發光。
全文摘要
一種有機發光二極管的像素驅動電路包含一第一開關、一第一電容、一晶體管、一第二開關、一第二電容以及一有機發光二極管。像素驅動電路的操作主要包含重置、臨界電壓補償、數據寫入以及驅動發光四個階段。像素驅動電路可補償于晶體管的臨界電壓，所以有機發光二極管的驅動電流只與數據電壓以及參考電壓有關。
文檔編號G09G3/32GK101980330SQ201010544480
公開日2011年2月23日 申請日期2010年11月4日 優先權日2010年11月4日
發明者聶建名, 蔡宗廷 申請人:友達光電股份有限公司