專利名稱：有機電激發(fā)光顯示器的單位像素驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機發(fā)光元件的驅(qū)動電路，尤其是一種應(yīng)用于有機發(fā)光二極管元件(Organic Light Emitting Diode；OLED)與非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFT)的有機電激發(fā)光顯示器的單位像素驅(qū)動電路，以便有效的延長有機電激發(fā)光顯示器的壽命。
在傳統(tǒng)的顯示器制作中，由于薄膜晶體管技術(shù)的成熟，使得具備了輕薄、省電、無幅射線等優(yōu)點的液晶顯示器，廣受消費者的喜愛與使用。然而，隨著有機發(fā)光二極管技術(shù)的研究與開發(fā)，新式的有機電激發(fā)光顯示器由于具備了高發(fā)光效率、高應(yīng)答速度、省電、無視角限制、重量輕、厚度薄、高亮度以及可全彩化等優(yōu)點，而可促使各種可攜性電子產(chǎn)品，在設(shè)計上更為輕薄短小，且具有更加精致的影像顯示效果。
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圖1，此圖顯示了有機電激發(fā)光顯示器中單位像素的電路結(jié)構(gòu)10。此電路結(jié)構(gòu)10制作于非晶硅底材上，其元件包括了兩個薄膜晶體管12與14、以及一個儲存電容16，用以電壓驅(qū)動有機發(fā)光二極管元件18。其中，晶體管12主要作為一開關(guān)使用，其漏極端連接至資料線，而其柵極端則連接于掃描線，至于其源極端則同時連接于儲存電容16的一端、以及晶體管14的柵極。另一方面，晶體管14的漏極端，連接于操作電壓源(Vdd)，并且其源極、以及儲存電容16的另一端皆連接于有機發(fā)光二極管元件18的正極，至于有機發(fā)光二極管元件18的負(fù)極則會連接至電壓源(Vss)。
如此，在進(jìn)行操作程序時，可通過由掃描線輸入的信號，導(dǎo)通晶體管12，而使資料線上的影像資料得以傳送至此單元像素中。其中，當(dāng)晶體管12導(dǎo)通時，位于資料線上的電壓信號可施加于晶體管14的柵極，且儲存于電容16中。此電壓信號并會導(dǎo)通晶體管14，使電壓源Vdd上的電壓施加于有機發(fā)光二極管元件18的正極，并使元件18產(chǎn)生發(fā)光效果。其中，通過使用電容16來儲存資料電壓，可以在掃描線上的信號關(guān)閉晶體管12時，繼續(xù)維持晶體管14的開啟，以便在資料供給的空檔中，仍可讓有機發(fā)光二極管元件18維持在一定的電流位準(zhǔn)。
然而，值得注意的是，以上述的電路設(shè)計而言，由于有機發(fā)光二極管元件18直接連接于晶體管14的源極端，是以其跨壓(VOLED)會直接影響到晶體管14的柵-源極電壓(Vgs)，進(jìn)而影響晶體管14的漏極電流(Id)。其電流公式如下所示Id＝1/2*K(Vgs-Vth)2＝1/2*K[Vdata-(VOLED-Vss)-Vth]2其中，K為常數(shù)，Vdata為資料線上的電壓信號，至于Vth則為晶體管14的啟始電壓。由于有機發(fā)光二極管元件18在長時間的操作后，其跨壓VOLED會逐漸增加，而造成漏極電流Id變小。如此一來，會導(dǎo)致有機發(fā)光二極管元件18的亮度變小，并導(dǎo)致顯示器的壽命縮短。
本發(fā)明的另一目的是提供一種防止有機電激發(fā)光顯示器亮度下降的電路設(shè)計，以延長顯示器的使用壽命。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明特提出一種有機發(fā)光二極管元件的驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路至少包括一驅(qū)動晶體管，具有一控制端、一第一電極與一第二電極，其中該第一電極與該第二電極分別連接于一電源端與一有機發(fā)光二極管；一第一開關(guān)元件，回應(yīng)于一掃描信號而開啟，以導(dǎo)通該電源端與該驅(qū)動晶體管的該控制端，以便該控制端維持于該電源端的位準(zhǔn)；及一第二開關(guān)元件，回應(yīng)于該掃描信號而開啟，以導(dǎo)通一資料線與該驅(qū)動晶體管的該第二電極，并將該資料線上的資料信號施加于該第二電極，以便該第二電極維持于該資料信號的位準(zhǔn)；其中，通過維持該驅(qū)動晶體管的該控制端以及該第二電極的電壓位準(zhǔn)，可防止該驅(qū)動晶體管的操作電流，受到該有機發(fā)光二極管元件其跨壓變化的影響。
本發(fā)明還有一種技術(shù)方案一種有機發(fā)光二極管元件的驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路至少包括一驅(qū)動晶體管，具有一柵極、一源極與一漏極，其中該漏極連接于一電源端，該源極則連接于該有機發(fā)光二極管元件；一第一開關(guān)晶體管，具有一第一柵極、一第一漏極與一第一源極，其中該第一柵極連接于一掃描線，該第一源極連接于該電源端，而該第一漏極則連接于該驅(qū)動晶體管的該柵極，當(dāng)該第一開關(guān)晶體管回應(yīng)于該掃描線上的掃描信號而導(dǎo)通時，可讓該電源端的電壓信號施加于該驅(qū)動晶體管并將其導(dǎo)通；一第二開關(guān)晶體管，具有一第二柵極、一第二漏極與一第二源極，其中該第二柵極連接于該掃描線，該第二漏極連接于一資料線，而該第二源極則連接于該驅(qū)動晶體管的該源極，當(dāng)該第二開關(guān)晶體管回應(yīng)于該掃描線上的該掃描信號而導(dǎo)通時，可讓該資料線上的資料信號施加于該驅(qū)動晶體管的該源極。
另外，本發(fā)明還提出一種應(yīng)用于有機電激發(fā)光顯示器的單位像素電路，其至少包括一掃描線，用以傳送該單位像素的掃描信號；一資料線，用以傳送該單位像素的資料信號；一有機發(fā)光二極管，具有一正極與一負(fù)極，且該負(fù)極連接于一接地端；一驅(qū)動晶體管，具有一控制端、一第一電極與一第二電極，該第一電極與該第二電極分別連接于一電源端與該有機發(fā)光二極管的該正極；一第一開關(guān)晶體管，回應(yīng)于該掃描線上的該掃描信號，而導(dǎo)通該電源端與該驅(qū)動晶體管的該控制端，以便該控制端可維持于該掃描信號的位準(zhǔn)；一第二開關(guān)晶體管，回應(yīng)于該掃描線上的該掃描信號，而導(dǎo)通該資料線與該驅(qū)動晶體管的該第二電極，以便該第二電極可維持于該資料信號的位準(zhǔn)；如此，當(dāng)該掃描信號同時導(dǎo)通該第一開關(guān)晶體管與該第二開關(guān)晶體管時，可導(dǎo)通該驅(qū)動晶體管的該第一電極與該第二電極，而使該有機發(fā)光二極管元件產(chǎn)生發(fā)光效果。
綜上，本發(fā)明所提供應(yīng)用于有機電激發(fā)光顯示器的單位像素電路結(jié)構(gòu)，具有極為卓越的優(yōu)點(1)、由于驅(qū)動晶體管的漏極電流大小，與有機發(fā)光二極管元件的跨壓的變化無關(guān)，因此當(dāng)顯示器經(jīng)過長時間的持續(xù)作用后，驅(qū)動晶體管的操作電流，亦不會因有機發(fā)光二極管元件壓降的變化而下降。
(2)、由于驅(qū)動晶體管的操作電流可維持不變，所以有機發(fā)光二極管元件的發(fā)光亮度也不曾減少，而可使顯示器的影像品質(zhì)獲得提升，并有效的延長顯示器的壽命。
請參照圖2，此圖顯示了本發(fā)明所提供應(yīng)用于有機電激發(fā)光顯示器的單位像素電路結(jié)構(gòu)30。如同熟知技術(shù)一般，在顯示器的相關(guān)制程中，會在一玻璃基板上依序定義薄膜晶體管圖案與各式的連線圖案。其中，這些連線圖案包括了滿布于面板上交錯縱橫的掃描線與資料線，以便連接至每一個單位像素，而傳送相關(guān)的掃描信號與資料信號。至于在每一個單位像素結(jié)構(gòu)30中，則包括了一有機發(fā)光二極管32、一驅(qū)動晶體管34、以及兩個開關(guān)晶體管36與38。
所述有機發(fā)光二極管元件32具有正極與負(fù)極，其負(fù)極連接于接地端Vss，至于其正極則會經(jīng)由驅(qū)動晶體管34，而連接至電源端Vdd。至于驅(qū)動晶體管34，則具有作為控制端使用的柵極、漏極與源極等三個接腳。其中，驅(qū)動晶體管34的柵極連接于掃描線，以便根據(jù)掃描信號控制此晶體管導(dǎo)通。至于其漏極與源極，則分別連接于上述電源端Vdd與有機發(fā)光二極管32的正極端，而可在導(dǎo)通時將電源端Vdd的電壓信號施加于有機發(fā)光二極管元件32，以使其產(chǎn)生發(fā)光效果。
為了有效防止驅(qū)動晶體管34的漏極電流受到有機發(fā)光二極管元件32其跨壓的影響，本發(fā)明中利用了兩個晶體管來控制驅(qū)動晶體管34開關(guān)、以及維持其柵極一源極的電壓位準(zhǔn)。其中，開關(guān)晶體管36的柵極連接于所述掃描線，其源極連接于電源端Vdd，而漏極則連接于驅(qū)動晶體管34的柵極。當(dāng)此開關(guān)晶體管36回應(yīng)于掃描線上的掃描信號而導(dǎo)通時，可使電源端Vdd的電壓信號施加于驅(qū)動晶體管34的柵極并將其導(dǎo)通。此時，驅(qū)動晶體管34的柵極端，可維持于所述掃描信號的位準(zhǔn)。
至于，另一個開關(guān)晶體管38，其柵極連接于上述掃描線，其漏極則連接于上述資料線，至于其源極則連接于驅(qū)動晶體管34的源極。當(dāng)此開關(guān)晶體管38回應(yīng)于掃描信號而導(dǎo)通時，可讓資料線上的資料信號，直接施加于驅(qū)動晶體管34的源極，而使其維持于資料信號的電壓位準(zhǔn)。
要特別說明的，在本發(fā)明所提供的單位像素電路結(jié)構(gòu)中，并具有一儲存電容40。此儲存電容40的一端，分別連接于驅(qū)動晶體管34的柵極、以及開關(guān)晶體管36的源極。至于儲存電容40的另一端，則分別連接于驅(qū)動晶體管34的源極、以及開關(guān)晶體管38的源極。如此一來，當(dāng)開關(guān)晶體管36導(dǎo)通時，會對電容40產(chǎn)生充電的效果，而在開關(guān)晶體管36關(guān)閉的情況下，繼續(xù)維持驅(qū)動晶體管34其柵極的電壓位準(zhǔn)，以便在開關(guān)晶體管切換的空檔中，仍使有機發(fā)光二極管元件32維持在一定的電流位準(zhǔn)。
由于在本發(fā)明的像素電路結(jié)構(gòu)中，可利用開關(guān)晶體管36而使驅(qū)動晶體管34的柵極，具有與電源端Vdd相同的電壓位準(zhǔn)，并且利用開關(guān)晶體管38而使驅(qū)動晶體管34的源極，具有資料信號的電壓準(zhǔn)。因此，可使驅(qū)動晶體管34的柵極-源極電壓(Vgs)維持在一定位準(zhǔn)，并使漏極電流(Id)不致于受到有機發(fā)光二極管元件其跨壓(VOLED)的影響。其電流公式如下所示Id＝1/2*K(Vgs-Vth)2＝1/2*K[(Vdd-Vdata)-Vth]2其中，K為常數(shù)，Vdata為資料線上的電壓信號，至于Vth則為晶體管34的啟始電壓。很明顯的，由電流公式中可看出，即便有機發(fā)光二極管元件32在長時間的操作后，其跨壓(VOLED)會逐漸的增加，但對于驅(qū)動晶體管34而言，其漏極電流Id將不會受其影響。
本發(fā)明線以較佳實施例闡明如上，然其應(yīng)非用以限定本發(fā)明精神與實體。例如，在上述的實施例中，雖然是以NMOS來做為開關(guān)元件說明。其中，利用了第一開關(guān)元件來控制驅(qū)動晶體管開關(guān)、且維持其柵極的電壓位準(zhǔn)，并利用了第二開關(guān)元件，來控制驅(qū)動晶體管的源極電壓位準(zhǔn)。任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許更動與潤飾，因此本發(fā)明之保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求書范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種有機發(fā)光二極管元件的驅(qū)動電路，其特征是該驅(qū)動電路至少包括一驅(qū)動晶體管，具有一控制端、一第一電極與一第二電極，其中該第一電極與該第二電極分別連接于一電源端與一有機發(fā)光二極管；一第一開關(guān)元件，回應(yīng)于一掃描信號而開啟，以導(dǎo)通該電源端與該驅(qū)動晶體管的該控制端，以便該控制端維持于該電源端的位準(zhǔn)；及一第二開關(guān)元件，回應(yīng)于該掃描信號而開啟，以導(dǎo)通一資料線與該驅(qū)動晶體管的該第二電極，并將該資料線上的資料信號施加于該第二電極，以便該第二電極維持于該資料信號的位準(zhǔn)；其中，通過維持該驅(qū)動晶體管的該控制端以及該第二電極的電壓位準(zhǔn)，可防止該驅(qū)動晶體管的操作電流，受到該有機發(fā)光二極管元件其跨壓變化的影響。
2.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管元件的驅(qū)動電路，其特征是該第一開關(guān)元件是由一晶體管所構(gòu)成，其柵極連接于一掃描線，其源極與漏極則分別連接于該電源端與該驅(qū)動晶體管的該控制端。
3.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管元件的驅(qū)動電路，其特征是該第二開關(guān)元件是由一晶體管所構(gòu)成，其柵極連接于該掃描線，其漏極與源極則分別連接于該資料線與該驅(qū)動晶體管的該第二電極。
4.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管元件的驅(qū)動電路，其特征是更包括一儲存電容，該儲存電容的兩端，分別連接于該驅(qū)動晶體管的該控制端與該第二電極。
5.一種有機發(fā)光二極管元件的驅(qū)動電路，其特征是該驅(qū)動電路至少包括一驅(qū)動晶體管，具有一柵極、一源極與一漏極，其中該漏極連接于一電源端，該源極則連接于該有機發(fā)光二極管元件；一第一開關(guān)晶體管，具有一第一柵極、一第一漏極與一第一源極，其中該第一柵極連接于一掃描線，該第一源極連接于該電源端，而該第一漏極則連接于該驅(qū)動晶體管的該柵極，當(dāng)該第一開關(guān)晶體管回應(yīng)于該掃描線上的掃描信號而導(dǎo)通時，可讓該電源端的電壓信號施加于該驅(qū)動晶體管并將其導(dǎo)通；一第二開關(guān)晶體管，具有一第二柵極、一第二漏極與一第二源極，其中該第二柵極連接于該掃描線，該第二漏極連接于一資料線，而該第二源極則連接于該驅(qū)動晶體管的該源極，當(dāng)該第二開關(guān)晶體管回應(yīng)于該掃描線上的該掃描信號而導(dǎo)通時，可讓該資料線上的資料信號施加于該驅(qū)動晶體管的該源極。
6.如權(quán)利要求5所述的有機發(fā)光二極管元件的驅(qū)動電路，其特征是更包括一儲存電容，該儲存電容的兩端，分別連接于該第一開關(guān)晶體管的該第一漏極、以及該第二開關(guān)晶體管的該第二源極。
7.一種應(yīng)用于有機電激發(fā)光顯示器的單位像素電路，其特征是至少包括一掃描線，用以傳送該單位像素的掃描信號；一資料線，用以傳送該單位像素的資料信號；一有機發(fā)光二極管，具有一正極與一負(fù)極，且該負(fù)極連接于一接地端；一驅(qū)動晶體管，具有一控制端、一第一電極與一第二電極，該第一電極與該第二電極分別連接于一電源端與該有機發(fā)光二極管的該正極；一第一開關(guān)晶體管，回應(yīng)于該掃描線上的該掃描信號，而導(dǎo)通該電源端與該驅(qū)動晶體管的該控制端，以便該控制端可維持于該掃描信號的位準(zhǔn)；一第二開關(guān)晶體管，回應(yīng)于該掃描線上的該掃描信號，而導(dǎo)通該資料線與該驅(qū)動晶體管的該第二電極，以便該第二電極可維持于該資料信號的位準(zhǔn)；如此，當(dāng)該掃描信號同時導(dǎo)通該第一開關(guān)晶體管與該第二開關(guān)晶體管時，可導(dǎo)通該驅(qū)動晶體管的該第一電極與該第二電極，而使該有機發(fā)光二極管元件產(chǎn)生發(fā)光效果。
8.如權(quán)利要求7所述的電路，其特征是該第一開關(guān)晶體管的柵極連接于該掃描線，其源極與漏極則分別連接于該電源端與該驅(qū)動晶體管的該控制端。
9.如權(quán)利要求7所述的電路，其特征是該第二開關(guān)晶體管的柵極連接于該掃描線，其漏極與源極則分別連接于該資料線與該驅(qū)動晶體管的該第二電極。
10.如權(quán)利要求7所述的電路，其特征是更包括一儲存電容，該儲存電容的兩端，分別連接于該驅(qū)動晶體管的該控制端與該第二電極。
全文摘要
一種應(yīng)用于有機電激發(fā)光顯示器的單位像素電路，其至少包括一掃描線；一資料線；一有機發(fā)光二極管，負(fù)極連接于一接地端；一驅(qū)動晶體管，具有一控制端、一第一與一第二電極，該二電極分別連接于一電源端與該有機發(fā)光二極管的正極；一第一開關(guān)晶體管，回應(yīng)于該掃描線上的該掃描信號，而導(dǎo)通該電源端與該驅(qū)動晶體管的該控制端，以便該控制端可維持于該掃描信號的位準(zhǔn)；一第二開關(guān)晶體管，回應(yīng)于該掃描線上的該掃描信號，而導(dǎo)通該資料線與該驅(qū)動晶體管的該第二電極，以便該第二電極可維持于該資料信號的位準(zhǔn)；當(dāng)該掃描信號同時導(dǎo)通該第一、第二開關(guān)晶體管時，可導(dǎo)通該驅(qū)動晶體管的該第一電極與該第二電極，而使該有機發(fā)光二極管元件產(chǎn)生發(fā)光效果；本發(fā)明可使顯示器的影像品質(zhì)獲得提升，并有效的延長顯示器的壽命。
文檔編號G09G3/32GK1472722SQ02127089
公開日2004年2月4日 申請日期2002年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月29日
發(fā)明者李純懷 申請人:友達(dá)光電股份有限公司