專利名稱：發(fā)光二極管顯示器像素電路及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)光二極管顯示器的像素電路，特別有關(guān)于一種能全方位解決發(fā)光二極管電流下降、發(fā)光效率下降以及隨顯示器大尺寸化而產(chǎn)生IR壓降等問題的發(fā)光二極管顯示器像素電路及其驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(IXD)是當(dāng)前顯示技術(shù)的主流。而有機發(fā)光二極管顯示器(OLED)卻是被業(yè)界公認(rèn)為勢必將取代液晶顯示器而成為下一個時代的顯示技術(shù)。相較于液晶顯示器，有機發(fā)光二極管顯示器具備相當(dāng)多的優(yōu)點，例如能自主發(fā)光、視角廣、反應(yīng)時間快、亮度高、流明效率高、操作電壓低、面板厚度薄、可撓曲性、制程步驟少、成本低等諸多的優(yōu)點。然而，有機電激發(fā)光二極管(OLED)組件與液晶顯示器最大差異在于其亮度是由流過的電流大小所決定。因此，欲精確控制像素的亮度，即需實現(xiàn)對電流IOLED的精確控制，而相較于液晶顯示器僅要控制寫入像素的電壓準(zhǔn)位即能控制像素亮度的技術(shù)而言，電流IOLED的精確控制難度要高出許多。請參考附圖I與附圖2。附圖I所示是現(xiàn)有技術(shù)中以P型TFT晶體管驅(qū)動OLED像素的電路架構(gòu)圖。附圖2所示是現(xiàn)有技術(shù)中以N型晶體管驅(qū)動OLED像素的電路架構(gòu)圖。如圖所示，有機發(fā)光二極管顯示器(OLED)的像素一般是以像素驅(qū)動薄膜晶體管(TFT，T2)與儲存電容(Cst)，對有機發(fā)光二極管(OLED)的亮度進(jìn)行控制。其是利用儲存電容(Cst)的跨壓提供予薄膜晶體管(T2)對有機發(fā)光二極管的亮度進(jìn)行控制。以附圖2的N型薄膜晶體管(T2)為例其關(guān)系如公式一所示Ioled = 1/2Xff/LX UnXCox(Vgs-Vth)2 (公式一)其中Cra為薄膜晶體管(T2)的單位面積電容值，W和L為薄膜晶體管(T2)的寬度與長度。然而I_D為Vdata通過薄膜晶體管(T2)轉(zhuǎn)換而成的電流，當(dāng)有機發(fā)光二極管使用時間上升后，前述公式一中電流產(chǎn)生變化的原因之一為薄膜晶體管(T2)的臨界電壓Vth變大、載流子遷移率Un變小，因此I_D下降，導(dǎo)致有機發(fā)光二極管(OLED)的亮度衰減。并且，有機發(fā)光二極管(OLED)材料在經(jīng)過長時間使用后，亦會發(fā)生老化的現(xiàn)象，而致使其跨壓逐漸上升且發(fā)光效率下降。有機發(fā)光二極管(OLED)跨壓的上升亦會影響薄膜晶體管的操作，以附圖2的N型薄膜晶體管(T2)為例，有機發(fā)光二極管(OLED)接在薄膜晶體管(T2)的源極端，當(dāng)有機發(fā)光二極管(OLED)跨壓上升時，會直接影響到薄膜晶體管(T2)柵極-源極間的端電壓，即直接影響流過薄膜晶體管(T2)的電流。再者，有機發(fā)光二極管(OLED)材料經(jīng)過長時間使用后，發(fā)光效率下降的現(xiàn)象會使有機發(fā)光二極管(OLED)即流過相同大小的電流亦無法產(chǎn)生預(yù)期的亮度。且三原色的發(fā)光效率下降程度不同，更導(dǎo)致色偏的嚴(yán)重問題。并且，隨顯示器大尺寸化，發(fā)光二極管顯示器亦會產(chǎn)生IR壓降的問題。請參考附圖3所示是因主動式發(fā)光二極管顯示面板(AMOLED)尺寸大型化，因信號線拉長，隨著導(dǎo)線內(nèi)阻效應(yīng)而產(chǎn)生壓差，發(fā)生IR壓降現(xiàn)象而導(dǎo)致像素電路電流不穩(wěn)定的示意圖。當(dāng)發(fā)光二極管顯示器尺寸越大時，Vdd信號線與Vss信號線的長度必須隨之增長，而必然會具有內(nèi)阻效應(yīng)而產(chǎn)生電壓差，如附圖3所示，如顯示器左邊的像素的電壓，因接近掃描線驅(qū)動源，因此其電壓為VDD，但隨著信號線距離向右延伸而會有內(nèi)阻差A(yù)R。因此，顯示器右邊的像素的電壓，則為Vdd-IddX AR。同樣地，如顯示器左邊的像素的電壓，因接近掃描線驅(qū)動源，因此其電壓為Vss，但隨著信號線距離向右延伸而會有內(nèi)阻差A(yù)R。因此，顯示器右邊的像素的電壓，則為VSS+IDDX AR。如前所述，若不考慮導(dǎo)線內(nèi)阻效應(yīng)使得顯示器面板在不同位置像素Vdd及Vss的變化，進(jìn)而導(dǎo)致主動式發(fā)光二極管顯示面板(AMOLED)在不同面板位置的像素具有不同大小的電流，主動式發(fā)光二極管顯示面板(AMOLED)的亮度勢必?zé)o法均勻。因此，確有發(fā)展能全方位解決發(fā)光二極管電流下降、發(fā)光效率下降以及隨顯示器大尺寸化而產(chǎn)生IR壓降等問題的發(fā)光二極管顯示器像素的電路及其驅(qū)動方法的必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之一目的在于提供一種發(fā)光二極管顯示器像素電路及其驅(qū)動方法，能全方位解決發(fā)光二極管電流下降、發(fā)光效率下降以及隨顯示器大尺寸化而產(chǎn)生IR壓降等問題 的發(fā)光二極管顯示器像素電路及其驅(qū)動方法。根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管顯示器像素電路，發(fā)光二極管顯示器具有連接至像素電路的一數(shù)據(jù)信號線、一啟動信號線、一掃描信號線，且提供像素電路一工作電壓及一接地電壓，發(fā)光二極管顯示器的像素電路包括一第一薄膜晶體管，用以作為驅(qū)動薄膜晶體管，具有第一端及第二端，第一薄膜晶體管的第一端為源極；一發(fā)光二極管，具有第一端及第二端，發(fā)光二極管的第一端為陽極，用以耦接至第一薄膜晶體管的第一端，為第一薄膜晶體管所驅(qū)動；一第二薄膜晶體管，具有第一端及第二端，第二薄膜晶體管的柵極耦接至啟動信號線，第二薄膜晶體管的第一端耦接至工作電壓，第二薄膜晶體管的第二端耦接至第一薄膜晶體管的第二端，其中形成一第一節(jié)點；一第三薄膜晶體管，具有第一端及第二端，第三薄膜晶體管的柵極耦接至掃描信號線，第三薄膜晶體管的第一端耦接至第一節(jié)點，第三薄膜晶體管的第二端耦接至第一薄膜晶體管的柵極，其中形成一第二節(jié)點；一第四薄膜晶體管，具有第一端及第二端，第四薄膜晶體管的柵極耦接至掃描信號線，第四薄膜晶體管的第一端耦接至數(shù)據(jù)信號線，用以控制數(shù)據(jù)信號線的輸入時間；一第五薄膜晶體管，具有第一端及第二端，第五薄膜晶體管的柵極耦接至啟動信號線，第五薄膜晶體管的第一端耦接至第四薄膜晶體管的第二端，其中形成一第三節(jié)點，第五薄膜晶體管的第二端耦接至發(fā)光二極管的第二端；以及一補償電容，具有第一端及第二端，補償電容的第一端耦接至第三節(jié)點，補償電容的第二端耦接至第二節(jié)點；其中，第二薄膜晶體管能重置第一節(jié)點與第二節(jié)點的電位維持為工作電壓，第三薄膜晶體管能使第二節(jié)點的補償電壓儲存于補償電容，第五薄膜晶體管能對補償電容的第一端持續(xù)放電，以維持第三節(jié)點的電位。本發(fā)明進(jìn)一步提供另一種發(fā)光二極管顯示器像素的電路，發(fā)光二極管顯示器的像素電路包括一第一薄膜晶體管，用以作為驅(qū)動薄膜晶體管，具有第一端及第二端，第一薄膜晶體管的第一端為源極；一發(fā)光二極管，具有第一端及第二端，發(fā)光二極管的第一端耦接至工作電壓，發(fā)光二極管的第二端為陰極，用以耦接至第一薄膜晶體管的第一端，為第一薄膜晶體管所驅(qū)動；一第二薄膜晶體管，具有第一端及第二端，第二薄膜晶體管的柵極耦接至啟動信號線，第二薄膜晶體管的第一端耦接至接地電壓，第二薄膜晶體管的第二端耦接至第一薄膜晶體管的第二端，其中形成一第一節(jié)點；一第三薄膜晶體管，具有第一端及第二端，第三薄膜晶體管的柵極耦接至掃描信號線，第三薄膜晶體管的第一端耦接至第一節(jié)點，第三薄膜晶體管的第二端耦接至第一薄膜晶體管的柵極，其中形成一第二節(jié)點；一第四薄膜晶體管，具有第一端及第二端，第四薄膜晶體管的柵極耦接至掃描信號線，第四薄膜晶體管的第一端耦接至數(shù)據(jù)信號線，用以控制數(shù)據(jù)信號線的輸入時間；一第五薄膜晶體管，具有第一端及第二端，第五薄膜晶體管的柵極耦接至啟動信號線，第五薄膜晶體管的第一端耦接至第四薄膜晶體管的第二端，其中形成一第三節(jié)點，第五薄膜晶體管的第二端耦接至發(fā)光二極管的第一端；以及一補償電容，具有第一端及第二端，補償電容的第一端耦接至第三節(jié)點，補償電容的第二端耦接至第二節(jié)點；其中，第二薄膜晶體管能重置第一節(jié)點與第二節(jié)點的電位維持為接地電壓，第三薄膜晶體管能使第二節(jié)點的補償電壓儲存于補償電容，第五薄膜晶體管能對補償電容的第一端持續(xù)充電，以維持第三節(jié)點的電位。此外，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種像素的驅(qū)動方法，用于具有連接至像素的電路的一數(shù)據(jù)信號線、一啟動信號線、一掃描信號線，且提供像素電路一工作電壓及一接地電壓的一發(fā)光二極管顯示器，像素的電路具有一第一薄膜晶體管、一發(fā)光二極管、一第二薄膜晶體 管、一第三薄膜晶體管、一第四薄膜晶體管、一第五薄膜晶體管以及一補償電容，第一薄膜晶體管的第一端耦接至發(fā)光二極管的第一端，用以驅(qū)動發(fā)光二極管，第二薄膜晶體管的第二端耦接至第一薄膜晶體管的第二端，其中形成一第一節(jié)點，第三薄膜晶體管的第二端耦接至第一薄膜晶體管的柵極，其中形成一第二節(jié)點，第五薄膜晶體管的第一端耦接至第四薄膜晶體管的第二端，其中形成一第三節(jié)點，補償電容的第一端耦接至第三節(jié)點，補償電容的第二端耦接至第二節(jié)點，驅(qū)動方法包括重置階段，對啟動信號線及掃描信號線提供接地電壓，導(dǎo)通第一薄膜晶體管、第二薄膜晶體管、第三薄膜晶體管、第四薄膜晶體管以及第五薄膜晶體管，以使第一節(jié)點及第二節(jié)點的電位重置為工作電壓；補償及數(shù)據(jù)寫入階段，對啟動信號線提供工作電壓，截止第二薄膜晶體管與第五薄膜晶體管，對數(shù)據(jù)信號線提供一像素數(shù)據(jù)電壓，以使第一節(jié)點及第二節(jié)點透過第一薄膜晶體管及發(fā)光二極管進(jìn)行放電；以及有機發(fā)光二極管發(fā)光階段，對掃描信號線提供工作電壓且對啟動信號線提供接地電壓，并截止第三薄膜晶體管與第四薄膜晶體管，導(dǎo)通第二薄膜晶體管與第五薄膜晶體管，利用補償電容，使第三節(jié)點的電位，補償?shù)诙?jié)點的電壓后，提供給第一薄膜晶體管，用以驅(qū)動發(fā)光二極管進(jìn)行發(fā)光。本發(fā)明中，第一薄膜晶體管的柵極(第二節(jié)點)于補償及數(shù)據(jù)寫入階段時，因透過第一薄膜晶體管及發(fā)光二極管進(jìn)行放電，因此電壓Vb會從Vdd因放電而成為(VDD-VDisctoge)。如前述公式一所提及，當(dāng)使用時間上升后，第一薄膜晶體管臨界電壓Vth變大、載流子遷移率Un變小時、經(jīng)過長時間使用后有機發(fā)光二極管(OLED)跨壓上升時、或者發(fā)光二極管顯示器尺寸越大，產(chǎn)生IR壓降，而Vss變大而導(dǎo)致放電電流下降時，本發(fā)明皆能使Vllisdiaw變小，Vb變大，從而補償Imd的下降，以避免有機發(fā)光二極管OLED的亮度降低。再者，本發(fā)明的第五薄膜晶體管與驅(qū)動有機發(fā)光二極管的第一薄膜晶體管具有相近的施壓時間(Stress time)，因此同樣具備臨界電壓上升的特性，當(dāng)?shù)谖灞∧ぞw管的臨界電壓隨時間上升，即能補償發(fā)光二極管發(fā)光效率下降的影響。因此，本發(fā)明能全方位解決發(fā)光二極管電流下降、發(fā)光效率下降以及隨顯示器大尺寸化而產(chǎn)生IR壓降等問題的發(fā)光二極管顯示器像素的電路及其驅(qū)動方法，而更益于發(fā)光二極管顯不器必然朝大尺寸方向生產(chǎn)的未來發(fā)展。


附圖I是現(xiàn)有技術(shù)以P型TFT晶體管驅(qū)動OLED像素的電路架構(gòu)圖。附圖2是現(xiàn)有技術(shù)以N型晶體管驅(qū)動OLED像素的電路架構(gòu)圖。附圖3所示是因隨著面板尺寸大型化，因信號線拉長，因內(nèi)阻效應(yīng)產(chǎn)生壓差，發(fā)生IR壓降現(xiàn)象導(dǎo)致像素電路電流不穩(wěn)定的示意圖。附圖4所示是本發(fā)明第一實施例中主動式矩陣發(fā)光二極管顯示器的像素電路的電路架構(gòu)圖。附圖5所示是附圖4中所示第一實施例的像素電路進(jìn)行電路操作的信號波形圖。 附圖6所示是本發(fā)明第一實施例中 !Discharge、Vth—Tl、VoLED、Vss、卩 N 的關(guān)系圖。附圖7所示是本發(fā)明第二實施例中主動式矩陣發(fā)光二極管顯示器的像素電路的電路架構(gòu)圖。附圖8所示是附圖7中所示第二實施例的像素電路進(jìn)行電路操作的信號波形圖。附圖9所示是本發(fā)明第二實施例中
I Charge、^DD、VtH—Tl、V〇LED、卩 P 的關(guān)系圖。
具體實施例方式為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下請參考附圖4，是本發(fā)明第一實施例中主動式發(fā)光二極管矩陣顯示器AMOLED的像素電路的電路架構(gòu)圖。如圖所示，第一薄膜晶體管采用N型薄膜晶體管。第二、第三、第四及第五薄膜晶體管則采用P型薄膜晶體管。并且，于本發(fā)明中不需要如現(xiàn)有技術(shù)的像素，須設(shè)置儲存電容Cst。附圖4中所示的發(fā)光二極管顯示器像素的電路具有連接至像素電路的數(shù)據(jù)信號線Data、啟動信號線Emit [n]、掃描信號線Scan [n]，n代表所述像素為顯示器中諸多像素之一。發(fā)光二極管顯示器提供像素電路工作電壓Vdd及一接地電壓Vss。發(fā)光二極管顯示器的像素電路包括第一薄膜晶體管Tl、有機發(fā)光二極管0LED、第二薄膜晶體管T2、第三薄膜晶體管T3、第四薄膜晶體管T4、第五薄膜晶體管T5以及補償電容Ce。第一薄膜晶體管Tl用以作為驅(qū)動有機發(fā)光二極管OLED的薄膜晶體管，具有第一端及第二端。第一薄膜晶體管Tl的第一端為源極。有機發(fā)光二極管OLED具有第一端及第二端。有機發(fā)光二極管OLED的第一端為陽極，用以耦接至第一薄膜晶體管Tl的第一端，而被第一薄膜晶體管Tl所驅(qū)動。第二薄膜晶體管T2具有第一端及第二端。第二薄膜晶體管T2的柵極耦接至啟動信號線Emit [n]，其第一端耦接至工作電壓VDD，其第二端耦接至第一薄膜晶體管Tl的第二端，其中形成一第一節(jié)點A。第三薄膜晶體管T3具有第一端及第二端。第三薄膜晶體管T3的柵極耦接至掃描信號線Scan [n]，其第一端耦接至第一節(jié)點A，其第二端耦接至第一薄膜晶體管Tl的柵極，其中形成一第二節(jié)點B。第四薄膜晶體管T4具有第一端及第二端。第四薄膜晶體管T4的柵極耦接至掃描信號線Scan [n]，其第一端耦接至數(shù)據(jù)信號線Data，用以控制數(shù)據(jù)信號線Data的輸入時間。
第五薄膜晶體管T5具有第一端及第二端。第五薄膜晶體管T5的柵極耦接至啟動信號線Emit[n]。其第一端耦接至第四薄膜晶體管T4的第二端，其中形成一第三節(jié)點C。第五薄膜晶體管T5的第二端耦接至有機發(fā)光二極管OLED的第二端。補償電容Ce具有第一端及第二端。其第一端耦接至第三節(jié)點C，其第二端耦接至第二節(jié)點B。于此第一實施例中，第一薄膜晶體管Tl的柵極(第二節(jié)點)于補償及數(shù)據(jù)寫入階段時，因通過第一薄膜晶體管Tl及有機發(fā)光二極管OLED進(jìn)行放電，因此第一節(jié)點A的電壓Va與第二節(jié)點的電壓Vb會從Vdd因放電而成為(VDD-VDisdiaw)。當(dāng)使用時間上升后，第一薄膜晶體管Tl的臨界電壓Vth會變大、載流子遷移率Un會變小、或者經(jīng)過長時間使用后，有機發(fā)光二極管(OLED)跨壓上升、再或者發(fā)光二極管顯示器尺寸越大，產(chǎn)生IR壓降，而Vss變大而導(dǎo)致放電電流Illisctoge下降。在前述三種情形下，皆會造成1_的下降，而使有機發(fā)光二極管OLED的亮度降低。然而本發(fā)明在此三種情形下，能使Vllisctoge變小，Vb變大，從而補償I_D的下降。再者，本發(fā)明的第五薄膜晶體管T5與驅(qū)動OLED的第一薄膜晶體管Tl具有 相近的施壓時間(Stress time)，因此第五薄膜晶體管T5與第一薄膜晶體管Tl同樣具備臨界電壓上升的特性。因此，當(dāng)?shù)谖灞∧ぞw管T5的臨界電壓Vth T5隨使用時間上升，即能補償發(fā)光二極管OLED發(fā)光效率下降的影響。請一并參考附圖4以及附圖5。附圖5所示為附圖4所示的第一實施例的像素電路進(jìn)行電路操作的信號波形圖。如圖所示，本發(fā)明像素的驅(qū)動分成重置階段、補償及數(shù)據(jù)寫入階段以及有機發(fā)光二極管發(fā)光階段等三個階段。在重置階段時，第二薄膜晶體管T2能使第一節(jié)點A與第二節(jié)點B的電位重置為工作電壓VDD，以于補償及資料寫入階段時，導(dǎo)通第一薄膜晶體管Tl，進(jìn)行補償?shù)牟僮?。第三薄膜晶體管T3則能讓第一薄膜晶體管Tl形成二極管接法(Diode-connection),以針對前述造成Imjed下降的三種情形，使第二節(jié)點B發(fā)生補償電壓Vb,并儲存于補償電容Ce內(nèi)。第五薄膜晶體管T5則用于在有機發(fā)光二極管發(fā)光階段時，對補償電容Ce的第一端持續(xù)放電，以維持第三節(jié)點C的電位為VSS+VTH T5，使Vllata不會因第四薄膜晶體管T4的漏電流影響而改變。以下請一并參考附圖4、附圖5以及附圖6。附圖6所示是本發(fā)明第一實施例中IMscharge> Vth t1, Voled, Vss, U N的關(guān)系圖，進(jìn)一步針對重置階段、補償及數(shù)據(jù)寫入階段以及有機發(fā)光二極管發(fā)光階段進(jìn)一步詳細(xì)說明重置階段對啟動信號線Emit[n]及掃描信號線Scan[n]提供接地電壓Vss，同時導(dǎo)通第一薄膜晶體管Tl、第二薄膜晶體管T2、第三薄膜晶體管T3、第四薄膜晶體管T4以及第五薄膜晶體管T5，以使第一節(jié)點A及第二節(jié)點B的電位重置為工作電壓VDD，此時Vllata為Vss，第三節(jié)點C的電壓V。為VSS+VTH—T4與VSS+VTH—T5中的較小值。補償及資料寫入階段對啟動信號線Emit[n]提供工作電壓VDD，截止第二薄膜晶體管T2與第五薄膜晶體管T5，對數(shù)據(jù)信號線Data提供一像素數(shù)據(jù)電壓VData，此時第三節(jié)點C的電壓Vc為VData，使第一節(jié)點A及第二節(jié)點B透過第一薄膜晶體管Tl及發(fā)光二極管OLED進(jìn)行放電至接地電壓Vss，第一節(jié)點A的電壓Va與第二節(jié)點B的電壓Vb會由Vdd成為VDD-VDisdmg6，并且控制放電在一預(yù)定的時間，以避免第一節(jié)點A及第二節(jié)點B完全放電，并且因本發(fā)明是非完全放電的技術(shù)特征，因此能補償yN下降的影響(若完全放電則喪失對1^下降補償)，再者非完全放電的技術(shù)特征能更進(jìn)一步縮短顯示器的反應(yīng)時間。有機發(fā)光二極管發(fā)光階段對掃描信號線Scan[n]提供工作電壓Vdd且對啟動信號線Emit[n]提供接地電壓Vss，截止第三薄膜晶體管T3與第四薄膜晶體管T4，導(dǎo)通第二薄膜晶體管T2與第五薄膜晶體管T5，第二節(jié)點B成為浮接狀態(tài)(Floating)，第三節(jié)點C的電位V。會由Vllata成為VSS+VTH T5。利用補償電容Ce，第二節(jié)點B的電壓VB則因第三節(jié)點C的電容偶合效應(yīng)而成為(VDD_VDischarge) + [ (VSS+VTH T5) -VData]，是以，通過有機發(fā)光二極管OLED的電流則可由以下算式而得出VGate—n — Vb — (VDD_VDischarge) + [ (VSS+VTH T5) _VData],
Vsourcell — Vs s+Voled ,Ioled = 1/2Xff/LX UnXCox(Vgs ti-Vth ti)2— 1/2 Xff/LXunX Cox[ (VDD+VSS) - (VDischarge+VTH T1+V0LED+Vss)+VTH—T5-VData]2 (公式二)于前述通過有機發(fā)光二極管OLED的電流I_D的公式二中，隨著使用時間上升，VthT1變大、y N變小、v_會上升；VDD+VSS能保持為一常數(shù)，不受IR壓降的影響，但I(xiàn)R壓降影響Vss變大，在本發(fā)明中會使放電電流Illisctoge下降，而使Vllisctoge變小，進(jìn)而實現(xiàn)補償I_D的目的。因此，本發(fā)明能避免顯示器大尺寸化而產(chǎn)生IR壓降造成對不同面板位置的像素具有不同大小的電流I_D的影響。再者，本發(fā)明利用第五薄膜晶體管T5的臨界電壓Vth T5隨使用時間上升的特性，能補償所述發(fā)光二極管發(fā)光效率的下降。請參考附圖7，是本發(fā)明第二實施例中主動式矩陣發(fā)光二極管顯示器AMOLED的像素電路電路架構(gòu)圖。如圖所示，第一薄膜晶體管系采用P型薄膜晶體管。第二、第三、第四及第五薄膜晶體管則采用N型薄膜晶體管。并且，于本發(fā)明中不需要如現(xiàn)有技術(shù)的像素，須設(shè)置儲存電容Cst。附圖7中所示的發(fā)光二極管顯示器像素電路具有連接至像素電路的數(shù)據(jù)信號線Data、啟動信號線Emit [n]、掃描信號線Scan [n]，n代表所述像素為顯示器中諸多像素之一。發(fā)光二極管顯示器提供像素電路工作電壓Vdd及一接地電壓Vss。發(fā)光二極管顯示器的像素電路包括第一薄膜晶體管Tl、有機發(fā)光二極管0LED、第二薄膜晶體管T2、第三薄膜晶體管T3、第四薄膜晶體管T4、第五薄膜晶體管T5以及補償電容Ce。第一薄膜晶體管Tl系用以作為驅(qū)動有機發(fā)光二極管OLED的薄膜晶體管，具有第一端及第二端，第一薄膜晶體管Tl的第一端為源極；有機發(fā)光二極管OLED具有第一端及第二端，其第一端耦接至工作電壓VDD。有機發(fā)光二極管OLED的第二端為陰極，用以耦接至第一薄膜晶體管Tl的第一端，為第一薄膜晶體管Tl所驅(qū)動。一第二薄膜晶體管T2具有第一端及第二端。第二薄膜晶體管T2的柵極耦接至啟動信號線Emit [n]，其第一端耦接至接地電壓Vss，其第二端耦接至第一薄膜晶體管Tl的第二端，其中形成一第一節(jié)點A。第三薄膜晶體管T3具有第一端及第二端。第三薄膜晶體管T3的柵極耦接至掃描信號線Scan [n]，其第一端耦接至第一節(jié)點A，其第二端耦接至第一薄膜晶體管Tl的柵極，其中形成一第二節(jié)點B。
第四薄膜晶體管T4具有第一端及第二端。第四薄膜晶體管T4的柵極耦接至掃描信號線Scan [n]，其第一端耦接至數(shù)據(jù)信號線Data，用以控制數(shù)據(jù)信號線Data的輸入時間。第五薄膜晶體管T5具有第一端及第二端。第五薄膜晶體管T5的柵極耦接至啟動信號線Emit[n]，其第一端耦接至第四薄膜晶體管T4的第二端，其中形成一第三節(jié)點C。第五薄膜晶體管T5的第二端耦接至有機發(fā)光二極管OLED的第一端。補償電容Ce具有第一端及第二端。其第一端耦接至第三節(jié)點C，其第二端耦接至第二節(jié)點B。于此第二實施例中，第一薄膜晶體管Tl的柵極(第二節(jié)點)于補償及數(shù)據(jù)寫入階段時，因通過第一薄膜晶體管Tl及發(fā)光二極管OLED 進(jìn)行充電，因此第一節(jié)點A的電壓Va與第二節(jié)點B的電壓Vb會從Vss因充電而成為(VsJVamge)。當(dāng)使用時間上升后，第一薄膜晶體管Tl的臨界電壓Vth會變大、載流子遷移率會變小、或者經(jīng)過長時間使用后，有機發(fā)光二極管(OLED)跨壓上升、再或者發(fā)光二極管顯示器尺寸越大，產(chǎn)生IR壓降，而Vdd變小而導(dǎo)致充電電流Iamge下降。在前述三種情形下，皆會造成I_D的下降，而使有機發(fā)光二極管OLED的亮度降低。然而本發(fā)明在此三種情形下，能使Vamge變小，Vb變大，從而補償I_D的下降。再者，本發(fā)明的第五薄膜晶體管T5與驅(qū)動OLED的第一薄膜晶體管Tl具有相近的施壓時間(Stress time)，因此第五薄膜晶體管T5與第一薄膜晶體管Tl同樣具備臨界電壓上升的特性。因此，當(dāng)?shù)谖灞∧ぞw管T5的臨界電壓Vth T5隨使用時間上升，即能補償發(fā)光二極管OLED發(fā)光效率下降的影響。請一并參考附圖7和附圖8。附圖8所示是附圖7中所示的第二實施例的像素電路進(jìn)行電路操作的信號波形圖。如圖所示，本發(fā)明像素的驅(qū)動分成重置階段、補償及數(shù)據(jù)寫入階段以及有機發(fā)光二極管發(fā)光階段等三個階段。在重置階段時，第二薄膜晶體管T2能使第一節(jié)點A與第二節(jié)點B的電位重置為接地電壓Vss，以于補償及資料寫入階段時，導(dǎo)通第一薄膜晶體管Tl，進(jìn)行補償操作。第三薄膜晶體管T3則能讓第一薄膜晶體管Tl形成二極管接法(Diode-connection),以針對前述造成Imd下降的三種情形，使第二節(jié)點B發(fā)生補償電壓Vb,并儲存于補償電容Ce內(nèi)。第五薄膜晶體管T5則用于在有機發(fā)光二極管發(fā)光階段時，對補償電容Ce的第一端持續(xù)充電，以維持第三節(jié)點C的電位為Vss-Vth T5，使Vllata不會因第四薄膜晶體管T4的漏電流影響而改變。以下請一并參考附圖7、附圖8以及附圖9。附圖9所示是本發(fā)明第二實施例中
I Charge' Vdd、Vtht1、Vqled > U P 的關(guān)系圖。進(jìn)一步針對重置階段、補償及數(shù)據(jù)寫入階段以及有機發(fā)光二極管發(fā)光階段進(jìn)一步詳細(xì)說明。重置階段對啟動信號線Emit[n]及掃描信號線Scan[n]提供工作電壓VDD，同時導(dǎo)通第一薄膜晶體管Tl、第二薄膜晶體管T2、第三薄膜晶體管T3、第四薄膜晶體管T4以及第五薄膜晶體管T5，以使第一節(jié)點A及第二節(jié)點B的電位重置為接地電壓Vss，此時Vllata為Vss，第三節(jié)點C的電壓V。為Vss-Vth t4與Vss-Vth t5中的較小值。補償及資料寫入階段對啟動信號線Emit[n]提供接地電壓Vss，截止第二薄膜晶體管T2與第五薄膜晶體管T5，對數(shù)據(jù)信號線Data提供一像素數(shù)據(jù)電壓VData，此時第三節(jié)點C的電壓Vc為VData，使第一節(jié)點A及第二節(jié)點B透過第一薄膜晶體管Tl及發(fā)光二極管OLED進(jìn)行充電至工作電壓VDD，第一節(jié)點A的電壓Va與第二節(jié)點B的電壓Vb會由Vss成為Vss-Vamg6,并且控制充電在一預(yù)定的時間，以避免第一節(jié)點A及第二節(jié)點B完全充電，并且因本發(fā)明是非完全充電的技術(shù)特征，是以能補償Up下降的影響(若完全充電則喪失對1^下降補償)，再者非完全充電的技術(shù)特征能更進(jìn)一步縮短顯示器的反應(yīng)時間。有機發(fā)光二極管發(fā)光階段對掃描信號線Scan[n]提供接地電壓Vss且對啟動信號線Emit[n]提供工作電壓VDD，截止第三薄膜晶體管T3與第四薄膜晶體管T4，導(dǎo)通第二薄膜晶體管T2與第五薄膜晶體管T5，第二節(jié)點B成為浮接狀態(tài)(Floating)，第三節(jié)點C的電位V。會由Vllata成為Vss-Vth tso利用補償電容Ce，第二節(jié)點B的電壓Vb則因第三節(jié)點C的電容偶合效應(yīng)而成為(Vss+Vcharge) + [ (Vdd-Vth t5) -VnatJ，是以，通過有機發(fā)光二極管OLED的電流則可由以下算式而得出
Vcate n = Vb= (VSS+Vcharge) + [ (VDD-Vth t5) _VData]，Vsource ll 一 VDD-Voled，Ioled = 1/2XW/LX UpXCox(Vsgti-Vth ti)2= 1/2XW/LX uPXCox{[-(VDD+VSS) ]-[Vcharge-(VDD-Vth T1_Voled) ] +VTH T5+VDatJ2 (公式三)于前述通過有機發(fā)光二極管OLED的電流I_D的公式三中，隨著使用時間上升，VthT1變大、y P變小、v_會上升；VDD+VSS系能保持為一常數(shù)，不受IR壓降的影響，但I(xiàn)R壓降影響Vdd變小，在本發(fā)明中會使充電電流Iamge下降，而使Vchaw變小，進(jìn)而實現(xiàn)補償1_的目的。是以，本發(fā)明能避免顯示器大尺寸化而產(chǎn)生IR壓降造成對不同面板位置的像素具有不同大小的電流I_D的影響。再者，本發(fā)明利用第五薄膜晶體管T5的臨界電壓Vth T5隨使用時間上升的特性，能補償所述發(fā)光二極管發(fā)光效率的下降。綜上所述，雖然本發(fā)明已用較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管顯示器像素電路，所述發(fā)光二極管顯示器具有連接至所述像素電路的一數(shù)據(jù)信號線、一啟動信號線、一掃描信號線，且提供所述像素電路一工作電壓及一接地電壓，所述發(fā)光二極管顯示器的像素電路包括 一第一薄膜晶體管，用以作為驅(qū)動薄膜晶體管，具有一第一端及第二端，所述第一薄膜晶體管的第一端為源極； 一發(fā)光二極管，具有第一端及第二端，所述發(fā)光二極管的第一端為陽極，用以耦接至所述第一薄膜晶體管的第一端，為所述第一薄膜晶體管所驅(qū)動； 一第二薄膜晶體管，具有第一端及第二端，所述第二薄膜晶體管的柵極耦接至所述啟動信號線，所述第二薄膜晶體管的第一端耦接至所述工作電壓，所述第二薄膜晶體管的第二端耦接至所述第一薄膜晶體管的第二端，其中形成一第一節(jié)點； 一第三薄膜晶體管，具有第一端及第二端，所述第三薄膜晶體管的柵極耦接至所述掃描信號線，所述第三薄膜晶體管的第一端耦接至所述第一節(jié)點，所述第三薄膜晶體管的第二端耦接至所述第一薄膜晶體管的柵極，其中形成一第二節(jié)點； 一第四薄膜晶體管，具有第一端及第二端，所述第四薄膜晶體管的柵極耦接至所述掃描信號線，所述第四薄膜晶體管的第一端耦接至所述數(shù)據(jù)信號線，用以控制所述數(shù)據(jù)信號線的輸入時間； 一第五薄膜晶體管，具有第一端及第二端，所述第五薄膜晶體管的柵極耦接至所述啟動信號線，所述第五薄膜晶體管的第一端耦接至所述第四薄膜晶體管的第二端，其中形成一第三節(jié)點，所述第五薄膜晶體管的第二端耦接至所述發(fā)光二極管的第二端；以及 一補償電容，具有第一端及第二端，所述補償電容的第一端耦接至所述第三節(jié)點，所述補償電容的第二端耦接至所述第二節(jié)點； 其特征在于，所述第二薄膜晶體管能重置所述第一節(jié)點與所述第二節(jié)點的電位維持為所述工作電壓，所述第三薄膜晶體管能使所述第二節(jié)點的補償電壓儲存于所述補償電容，所述第五薄膜晶體管能對所述補償電容的第一端持續(xù)放電，以維持所述第三節(jié)點的電位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管顯示器像素電路，其特征在于，所述第一薄膜晶體管為N型薄膜晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管顯示器像素電路，其特征在于，所述第二、第三、第四及第五薄膜晶體管為P型薄膜晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管顯示器像素電路，其特征在于，所述發(fā)光二極管為有機發(fā)光二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管顯示器像素電路，其特征在于，所述第五薄膜晶體管與所述第一薄膜晶體管具有相近的施壓時間，以利用所述第五薄膜晶體管的臨界電壓隨使用時間上升，補償所述發(fā)光二極管發(fā)光效率的下降。
6.一種像素的驅(qū)動方法，用于具有連接至所述像素電路的一數(shù)據(jù)信號線、一啟動信號線、一掃描信號線，且提供所述像素電路一工作電壓及一接地電壓的一發(fā)光二極管顯示器，所述像素電路具有一第一薄膜晶體管、一發(fā)光二極管、一第二薄膜晶體管、一第三薄膜晶體管、一第四薄膜晶體管、一第五薄膜晶體管以及一補償電容，所述第一薄膜晶體管的第一端耦接至所述發(fā)光二極管的第一端，用以驅(qū)動所述發(fā)光二極管，所述第二薄膜晶體管的第二端耦接至所述第一薄膜晶體管的第二端，其中形成一第一節(jié)點，所述第三薄膜晶體管的第二端耦接至所述第一薄膜晶體管的柵極，其中形成一第二節(jié)點，所述第五薄膜晶體管的第一端耦接至所述第四薄膜晶體管的第二端，其中形成一第三節(jié)點，所述補償電容的第一端耦接至所述第三節(jié)點，所述補償電容的第二端耦接至所述第二節(jié)點，所述驅(qū)動方法包括 對所述啟動信號線及所述掃描信號線提供所述接地電壓，導(dǎo)通所述第一薄膜晶體管、所述第二薄膜晶體管、所述第三薄膜晶體管、所述第四薄膜晶體管以及所述第五薄膜晶體管，以使所述第一節(jié)點及所述第二節(jié)點的電位重置為所述工作電壓； 對所述啟動信號線提供所述工作電壓，截止所述第二薄膜晶體管與所述第五薄膜晶體管，對所述數(shù)據(jù)信號線提供一像素數(shù)據(jù)電壓，以使所述第一節(jié)點及所述第二節(jié)點通過所述第一薄膜晶體管及所述發(fā)光二極管進(jìn)行放電；以及 對掃描信號線提供工作電壓且對啟動信號線提供接地電壓，并截止所述第三薄膜晶體管與所述第四薄膜晶體管，導(dǎo)通所述第二薄膜晶體管與所述第五薄膜晶體管，利用所述補償電容，使所述第三節(jié)點的電位，對所述第二節(jié)點的電壓進(jìn)行偶合后，提供給所述第一薄膜晶體管，用以驅(qū)動所述發(fā)光二極管進(jìn)行發(fā)光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的像素的驅(qū)動方法，其特征在于，在截止所述第二薄膜晶體管與所述第五薄膜晶體管，以進(jìn)行放電的步驟中，進(jìn)一步包括在一預(yù)定的時間一控制所述放電的步驟，用以避免所述第一節(jié)點及所述第二節(jié)點完全放電。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的像素的驅(qū)動方法，其特征在于，驅(qū)動所述發(fā)光二極管進(jìn)行發(fā)光時，所述第三薄膜晶體管使所述第二節(jié)點的補償電壓儲存于所述補償電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的像素的驅(qū)動方法，其特征在于，驅(qū)動所述發(fā)光二極管進(jìn)行發(fā)光時，所述第五薄膜晶體管對所述補償電容的第一端持續(xù)放電，以維持所述第三節(jié)點的電位。
10.一種發(fā)光二極管顯示器像素電路，所述發(fā)光二極管顯示器具有連接至所述像素電路的一數(shù)據(jù)信號線、一啟動信號線、一掃描信號線，且提供所述像素電路一工作電壓及一接地電壓，所述發(fā)光二極管顯示器的像素電路包括 一第一薄膜晶體管，用以作為驅(qū)動薄膜晶體管，具有第一端及第二端，所述第一薄膜晶體管的第一端為源極； 一發(fā)光二極管，具有第一端及第二端，所述發(fā)光二極管的第一端耦接至所述工作電壓，所述發(fā)光二極管的第二端為陰極，用以耦接至所述第一薄膜晶體管的第一端，為所述第一薄膜晶體管所驅(qū)動； 一第二薄膜晶體管，具有第一端及第二端，所述第二薄膜晶體管的柵極耦接至所述啟動信號線，所述第二薄膜晶體管的第一端耦接至所述接地電壓，所述第二薄膜晶體管的第二端耦接至所述第一薄膜晶體管的第二端，其中形成一第一節(jié)點； 一第三薄膜晶體管，具有第一端及第二端，所述第三薄膜晶體管的柵極耦接至所述掃描信號線，所述第三薄膜晶體管的第一端耦接至所述第一節(jié)點，所述第三薄膜晶體管的第二端耦接至所述第一薄膜晶體管的柵極，其中形成一第二節(jié)點； 一第四薄膜晶體管，具有第一端及第二端，所述第四薄膜晶體管的柵極耦接至所述掃描信號線，所述第四薄膜晶體管的第一端耦接至所述數(shù)據(jù)信號線，用以控制所述數(shù)據(jù)信號線的輸入時間； 一第五薄膜晶體管，具有第一端及第二端，所述第五薄膜晶體管的柵極耦接至所述啟動信號線，所述第五薄膜晶體管的第一端耦接至所述第四薄膜晶體管的第二端，其中形成一第三節(jié)點，所述第五薄膜晶體管的第二端耦接至所述發(fā)光二極管的第一端；以及 一補償電容，具有第一端及第二端，所述補償電容的第一端耦接至所述第三節(jié)點，所述補償電容的第二端耦接至所述第二節(jié)點； 其特征在于，所述第二薄膜晶體管能重置所述第一節(jié)點與所述第二節(jié)點的 電位維持為所述接地電壓，所述第三薄膜晶體管能使所述第二節(jié)點的補償電壓儲存于所述補償電容，所述第五薄膜晶體管能對所述補償電容的第一端持續(xù)充電，以維持所述第三節(jié)點的電位。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管顯示器像素電路，其特征在于，所述第一薄膜晶體管為P型薄膜晶體管。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管顯示器像素電路，其特征在于，所述第二、第三、第四及第五薄膜晶體管為N型薄膜晶體管。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管顯示器像素電路，其特征在于，所述發(fā)光二極管為有機發(fā)光二極管。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管顯示器像素電路，其特征在于，所述第五薄膜晶體管與所述第一薄膜晶體管具有相近的施壓時間，以利用所述第五薄膜晶體管的臨界電壓隨使用時間上升，補償所述發(fā)光二極管發(fā)光效率的下降。
15.一種像素的驅(qū)動方法，用于具有連接至所述像素的電路的一數(shù)據(jù)信號線、一啟動信號線、一掃描信號線，且提供所述像素電路一工作電壓及一接地電壓的一發(fā)光二極管顯不器，所述像素電路具有一第一薄膜晶體管、一發(fā)光二極管、一第二薄膜晶體管、一第三薄膜晶體管、一第四薄膜晶體管、一第五薄膜晶體管以及一補償電容，所述第一薄膜晶體管的第一端耦接至所述發(fā)光二極管的第二端，用以驅(qū)動所述發(fā)光二極管，所述第二薄膜晶體管的第二端耦接至所述第一薄膜晶體管的第二端，其中形成一第一節(jié)點，所述第三薄膜晶體管的第二端耦接至所述第一薄膜晶體管的柵極，其中形成一第二節(jié)點，所述第五薄膜晶體管的第一端耦接至所述第四薄膜晶體管的第二端，其中形成一第三節(jié)點，所述補償電容的第一端耦接至所述第三節(jié)點，所述補償電容的第二端耦接至所述第二節(jié)點，所述驅(qū)動方法包括 對所述啟動信號線及所述掃描信號線提供所述工作電壓，導(dǎo)通所述第一薄膜晶體管、所述第二薄膜晶體管、所述第三薄膜晶體管、所述第四薄膜晶體管以及所述第五薄膜晶體管，以使所述第一節(jié)點及所述第二節(jié)點的電位重置為所述接地電壓； 對所述啟動信號線提供所述接地電壓，截止所述第二薄膜晶體管與所述第五薄膜晶體管，對所述數(shù)據(jù)信號線提供一像素數(shù)據(jù)電壓，以使所述第一節(jié)點及所述第二節(jié)點透過所述第一薄膜晶體管及所述發(fā)光二極管進(jìn)行充電；以及 對掃描信號線提供接地電壓且對啟動信號線提供工作電壓，并截止所述第三薄膜晶體管與所述第四薄膜晶體管，導(dǎo)通所述第二薄膜晶體管與所述第五薄膜晶體管，利用所述補償電容，使所述第三節(jié)點的電位，對所述第二節(jié)點的電壓進(jìn)行偶合后，提供給所述第一薄膜晶體管，用以驅(qū)動所述發(fā)光二極管進(jìn)行發(fā)光。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的像素的驅(qū)動方法，其特征在于，在截止所述第二薄膜晶體管與所述第五薄膜晶體管，以進(jìn)行充電的步驟中，更包括一在一預(yù)定的時間控制所述充電的步驟，用以避免所述第一節(jié)點及所述第二節(jié)點完全充電。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的像素的驅(qū)動方法，其特征在于，驅(qū)動所述發(fā)光二極管進(jìn)行發(fā)光時，所述第三薄膜晶體管使所述第二節(jié)點的補償電壓儲存于所述補償電容。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的像素的驅(qū)動方法，其特征在于，驅(qū)動所述發(fā)光二極管進(jìn)行發(fā)光時，所述第五薄膜晶體管對所述補償電容的第一端持續(xù)充電，以維持所述第三節(jié)點的電位。
全文摘要
本發(fā)明顯示器像素中第一薄膜晶體管的柵極在補償及數(shù)據(jù)寫入階段時，透過第一薄膜晶體管及發(fā)光二極管進(jìn)行放電。當(dāng)使用時間上升后，第一薄膜晶體管臨界電壓變大、載流子遷移率變小時、或經(jīng)過長時間使用后有機發(fā)光二極管跨壓上升、或者發(fā)光二極管顯示器尺寸越大，產(chǎn)生IR壓降時，本發(fā)明能使放電(充電)電壓變小，第一薄膜晶體管柵極電壓變大，從而補償發(fā)光二極管電流的下降。并且第五薄膜晶體管與驅(qū)動發(fā)光二極管的第一薄膜晶體管同樣具備臨界電壓上升的特性，當(dāng)?shù)谖灞∧ぞw管的臨界電壓隨使用時間上升，即能補償發(fā)光二極管發(fā)光效率下降的影響。
文檔編號G09G3/32GK102760404SQ20111010968
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者吳昭慧, 柯健專 申請人:瀚宇彩晶股份有限公司