專利名稱:像素單元及具有像素單元的電子系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種像素羊元,特別涉及一種不受操作電壓漂移影響的像 素單元。
背景技術(shù):
由于顯像管具有畫質(zhì)優(yōu)良和價格低廉的特點,故一直被采用為電視和 計算機(jī)的顯示器。然而,隨著科技的進(jìn)步,陸續(xù)開發(fā)出新的平面顯示器。 平面顯示器的主要優(yōu)點在于,當(dāng)具有大尺寸的顯示面板時,平面顯示器的 總體積并不會因此而有顯著的改變。
一般而言,平面顯示器包含,液晶顯
示器、電漿顯示器、場發(fā)射顯示器以及電發(fā)光顯示器。
圖1為已知電發(fā)光顯示器的單一像素單元的示意圖。如圖所示,像素
單元100具有晶體管110、 130、電容120以及發(fā)光元件140。當(dāng)掃描信號 SCAN導(dǎo)通晶體管110時,電容120便可根據(jù)數(shù)據(jù)信號DATA而存儲電荷。 晶體管130根據(jù)電容120所存儲的電荷,提供一驅(qū)動電流給發(fā)光元件140。 發(fā)光元件140所發(fā)出的光線的強(qiáng)度取決于驅(qū)動電流的大小。
一般而言,多個^J:單元通過一電源線,接收#:作電壓PVDD。當(dāng)顯 示器的面板尺寸愈大時,傳送操作電壓的電源線也就愈長,因而造成電源 線的寄生電阻也就愈大。當(dāng)電源線的寄生電阻變大時,電源線兩端可能會 產(chǎn)生壓差。舉例而言,由于寄生電阻的影響,在電源線兩端的操作電壓可 能分別為5V與4.5V。由于晶體管130所提供的驅(qū)動電流與操作電壓PVDD 有關(guān),因此當(dāng)操作電壓PVDD發(fā)生漂移時,將影響驅(qū)動電流,使得發(fā)光元 件140所發(fā)出的光線強(qiáng)度不正確。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種像素單元,耦接一源極驅(qū)動器,并包括, 一第一開關(guān)、 一第二開關(guān)、 一第一電容、 一第二電容、 一驅(qū)動晶體管以及一發(fā)光元件。 第一開關(guān)具有一第一控制端、 一第一端以及一第二端。第一控制端接收一第一掃描信號。第一端接收一第一操作電壓。第二開關(guān)具有一第二控制端、 一第三端以及一第四端。第二控制端接收一第二掃描信號。第四端耦接源 極驅(qū)動器。第一電容耦接于第一及第二端之間。第二電容耦接于第二端與 第三端之間。驅(qū)動晶體管的柵極耦接第二端,其源極接收第一操作電壓。 發(fā)光元件耦接驅(qū)動晶體管的漏極,并接收一第二4喿作電壓。
本發(fā)明另提供一種電子系統(tǒng),包括一 電源轉(zhuǎn)換模塊以以 一顯示面板。 電源轉(zhuǎn)換模塊將一外部電源轉(zhuǎn)換成一第一及第二操作電壓。顯示面板,接 收第一及第二操作電壓,并包括一柵極驅(qū)動器以及一源極驅(qū)動器。柵極驅(qū) 動器提供一第 一及第二掃描信號。源極驅(qū)動器輸出 一數(shù)據(jù)信號或是一參考 信號,并包括一數(shù)據(jù)單元以及一控制單元。數(shù)據(jù)單元提供數(shù)據(jù)信號。控制 單元提供參考信號、切換信號以及時鐘信號。像素單元包括, 一第一開關(guān)、 一第二開關(guān)、 一第一電容、 一第二電容、 一驅(qū)動晶體管以及一發(fā)光元件。 第一開關(guān)具有一第一控制端、 一第一端以及一第二端。第一控制端接收第 一掃描信號。第一端接收第一操作電壓。第二開關(guān)具有一第二控制端、一 第三端以及一第四端。第二控制端接收第二掃描信號。第四端耦接源極驅(qū) 動器。第一電容耦接于第一及第二端之間。第二電容耦接于第二端與第三 端之間。驅(qū)動晶體管的柵極耦接第二端,其源極接收第一操作電壓。發(fā)光 元件耦接驅(qū)動晶體管的漏極,并接收第二操作電壓。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂,下文特
舉出優(yōu)選實施例,并配合附圖,作詳細(xì)說明如下
圖1為已知電發(fā)光顯示器的單一像素單元的示意圖。 圖2為本發(fā)明的電子系統(tǒng)的示意圖。 圖3a為本發(fā)明的顯示面板的一可能實施。 圖3b為本發(fā)明的顯示面板的另一實施例。 圖4a為本發(fā)明的像素單元的示意 。 圖4b為圖4a的時序控制圖。 圖5a為本發(fā)明的像素單元的另一可能實施例。 圖5b為圖5a的時序控制圖。符號說明100:像素單元;110、130:晶體管;
120、Cl、 C2:電容;140、OLED:發(fā)光元件;
200:電子系統(tǒng);210:電源轉(zhuǎn)換才莫塊;
220:顯示面板;310:柵極驅(qū)動器;
320、320':源^L驅(qū)動器;321:數(shù)據(jù)單元;
322、322':控制單元;440、540:多工器;
P『Pmn、 Pu' Pmn':像素單元;
MD:驅(qū)動晶體管;
410、420、 430、 510、 520、 530:開關(guān)。
具體實施例方式
圖2為本發(fā)明的電子系統(tǒng)的示意圖。本發(fā)明的電子系統(tǒng)200可為個人 數(shù)字助理(PDA)、移動電話(cellular phone)、數(shù)字相機(jī)、電視、全球定位系 統(tǒng)(GPS)、車用顯示器、航空用顯示器、數(shù)字相框(digital photo frame)、筆記 型計算機(jī)或是桌上型計算機(jī)。如圖所示,電子系統(tǒng)200包括電源轉(zhuǎn)換模塊 "0以及顯示面板220。電源轉(zhuǎn)換模塊210將一外部電源Sp職轉(zhuǎn)換成操作 電壓PVDD及PVEE。顯示面板220接收操作電壓PVDD及PVEE,并呈 i見畫面。
在一可能實施例中,電源轉(zhuǎn)換模塊210可為直流-直流轉(zhuǎn)換器(DC-DC converter),用以轉(zhuǎn)換外部電源Sp豐的電平。在另一可能實施例中,電源轉(zhuǎn) 換模塊210可為交流-直流轉(zhuǎn)換器(AC-DC converter),用以將外部電源SPWR 由交流形式轉(zhuǎn)換成直流形式。
圖3a為本發(fā)明的顯示面板的示意圖。如圖所示,顯示面板220包括柵 極驅(qū)動器310、源極驅(qū)動器320以及像素單元Pu P體。柵極驅(qū)動器310通 過柵極線(gate line),提供掃描信號SCAN廣SCANn給像素單元P Pmn。源 極驅(qū)動器320通過數(shù)據(jù)線(data line),提供數(shù)據(jù)信號DATA廣DATAm或參考 信號Vref給像素單元Pu P咖。
源極驅(qū)動器320可利用同一金屬線或是不同金屬線,提供數(shù)據(jù)信號或 參考信號給相同行(垂直方向)的像素單元。在圖3a中,源極驅(qū)動器320通 過單一的數(shù)據(jù)線,提供數(shù)據(jù)信號或參考信號給相同行(垂直方向)的像素單 元。舉例而言,源極驅(qū)動器320利用數(shù)據(jù)線SE,傳送數(shù)據(jù)信號DATAi或參考信號Vref給第一行的像素單元(如Pu、 P,2…、Pln)。
此外,圖3a顯示源極驅(qū)動器320的一可能實施例,但并非用以限制本 發(fā)明。在本實施例中,源極驅(qū)動器320包括數(shù)據(jù)單元321以及控制單元322。 數(shù)據(jù)單元321提供數(shù)據(jù)信號DATA廣DATAm??刂茊卧?22提供參考信號 Vref、切換信號SW以及時鐘信號CKH廣CKHm。通過切換信號SW以及時 鐘信號CKH廣CKHm的電平變化,源極驅(qū)動器320便可提供數(shù)據(jù)信號 DATA廣DATAm或是參考信號Vref給像素單元Pu Pm。。稍后將說明切換信 號SW以及時鐘信號CKH廣CKHm。
圖3b為本發(fā)明的顯示面板的另一實施例。在本實施例中,源極驅(qū)動器 320'通過另一金屬線傳送參考信號Vref給像素單元。也就是說,源極驅(qū)動 器320'分別利用數(shù)據(jù)線SEi以及參考金屬線REH專送數(shù)據(jù)信號DATAt以及 參考信號Vref給第一行的像素單元(如Pn'、 P12:.、 Pln')。
同樣地,圖3b所公開的實施例并非用以限制本發(fā)明。在本實施例中, 源極驅(qū)動器320'包括數(shù)據(jù)單元321以及控制單元322'。數(shù)據(jù)單元321提供 數(shù)據(jù)信號DATA廣DATAm??刂茊卧?22'提供參考信號Vref以及時鐘信號 CKH廣CKHm。通過時鐘信號CKH廣CKHm的電平變化,源極驅(qū)動器320' 便可提供數(shù)據(jù)信號DATA廣DATAm或是參考信號Vref給像素單元Pu~Pmn。 稍后將說明時鐘信號CKH廣CKEL的工作原理。
圖4a為圖3a的像素單元及源極驅(qū)動器的示意圖。由于像素單元Pu Pmn 具有相同的結(jié)構(gòu),以僅顯示像素單元Pn的結(jié)構(gòu)。如圖所示,像素單元Pn 包括,開關(guān)410、 420、電容Cl、 C2、驅(qū)動晶體管MD以及發(fā)光元件OLED。 開關(guān)410的第一控制端接收掃描信號SCANp其第一端接收操作電壓 PVDD。開關(guān)420的第二控制端接收掃描信號SCAN2,其第四端(即節(jié)點C) 耦接源極驅(qū)動器320。電容C1耦接于開關(guān)410的第一及第二端之間。電容 C2耦接于開關(guān)410的第二端(即節(jié)點A)與開關(guān)420的第三端(即節(jié)點B)之間。 驅(qū)動晶體管MD為一P型晶體管,其柵極耦接開關(guān)410的第二端,其源極 接收操作電壓PVDD。發(fā)光元件OLED耦接驅(qū)動晶體管MD的漏極,并接 收4乘作電壓PVDD。
在本實施例中,開關(guān)410為P型晶體管Ml,開關(guān)420為N型晶體管 M2。 P型晶體管M1的柵極即為開關(guān)410的第一控制端,其源極即為開關(guān) 410的第一端,其漏極即為開關(guān)410的第二端。N型晶體管M2的柵極即為開關(guān)420的第二控制端,其漏極即為開關(guān)420的第三端(即節(jié)點B),其源極 即為開關(guān)420的第四端(即節(jié)點C)。在其它實施例中,開關(guān)410及420可分 別為N型及P型晶體管。
另外,源極驅(qū)動器320具有多個開關(guān)及多工器。每一數(shù)據(jù)線耦接到相 對應(yīng)的開關(guān)(如430)以及多工器(如440)。為方便說明,第4圖僅顯示單一 開關(guān)及單一多工器。如圖所示,源極驅(qū)動器320具有開關(guān)430以及多工器 440。開關(guān)430根據(jù)切換信號SW,傳送參考信號Vref給開關(guān)420的第四端 (即節(jié)點C)。多工器440根據(jù)時鐘信號CKH。傳送數(shù)據(jù)信號DATAi給開關(guān) 420的第四端。在本實施例中,開關(guān)430由N型晶體管M3所構(gòu)成,多工 器440由N型晶體管MUX1所構(gòu)成。
圖4b為圖4a的時序控制圖。請同時參照圖4a,在期間T1,掃描信號 SCANi為低電平,故導(dǎo)通開關(guān)410。此時,掃描信號SCAN2為高電平,故 可導(dǎo)通開關(guān)420。時鐘信號CKH!為高電平,故多工器440將數(shù)據(jù)信號DATAt 傳送至開關(guān)420的第四端(即節(jié)點C)。由于開關(guān)410及420被導(dǎo)通,故節(jié)點 A可接收到操作電壓PVDD,節(jié)點B可接收到數(shù)據(jù)信號DATA"
在期間T2,掃描信號SCANi為高電平,故不導(dǎo)通開關(guān)410。此時,掃 描信號SCAN2仍為高電平,故可繼續(xù)導(dǎo)通開關(guān)420。時鐘信號CKH,為低 電平,故不導(dǎo)通多工器440。由于切換信號SW為高電平,故可導(dǎo)通開關(guān) 430。由于開關(guān)420及430被導(dǎo)通,故節(jié)點B可接收到參考信號Vref。由于 開關(guān)410不導(dǎo)通,故節(jié)點A為浮置狀態(tài)(floating)。根據(jù)電容的特性,節(jié)點 A的電壓VA如下式所示
K =尸7DD - (A4rA - Fre/) x ; 。 ...........................(1)
在期間T3,掃描信號SCAN!仍然維持高電平,故不導(dǎo)通開關(guān)410。此
時,掃描信號SCAN2切換為低電平,開關(guān)420則不導(dǎo)通。時鐘信號CKHi
及切換信號SW均為低電平,故不導(dǎo)通多工器440及開關(guān)430。由于不導(dǎo)通
開關(guān)410及420,故節(jié)點A及節(jié)點B均為浮置狀態(tài)(floating)。此時,流經(jīng)
驅(qū)動晶體管MD的電流I,如下式所示
/ = fex(rsG-l叫)2 .............................................(2)
將式(1)代入式(2),可得
廣2
/ = fe x {PPDD -- (A47^i - JTre/) x ;^〗-|叫}2............(3)化簡式(3)后,可得
/ ="- PW) x - N"...........................(4)
由式(4)可知,流經(jīng)驅(qū)動晶體管MD的電流I與操作電壓PVDD無關(guān)。 由于發(fā)光元件140根據(jù)電流I而發(fā)光,因此,當(dāng)操作電壓PVDD發(fā)生漂移 時,流經(jīng)發(fā)光元件140的驅(qū)動電流I并不會受到影響。
圖5a為本發(fā)明的像素單元的另一可能實施例。在本實施例中,像素單 元Pu,通過兩金屬線接收數(shù)據(jù)信號DATAr以及參考信號Vref。如圖所示, 像素單元Pn'具有開關(guān)510、 520、 530、電容C1、 C2、驅(qū)動晶體管MD以 及發(fā)光元件OLED。開關(guān)530根據(jù)掃描信號SCAN2,傳送參考信號Vref給 節(jié)點B。在本實施例中,開關(guān)520由N型晶體管所構(gòu)成,開關(guān)530由P型 晶體管所構(gòu)成。在其它實施例中,開關(guān)520可由P型晶體管所構(gòu)成,而開 關(guān)530可由N型晶體管所構(gòu)成。
由于圖5a已繪出元件彼此間的連接關(guān)系,故不再贅述。另外,在本實 施例中,源極驅(qū)動器320'具有多工器540。多工器540根據(jù)時鐘信號CKHP 傳送數(shù)據(jù)信號DATAt給節(jié)點C。
圖5b為圖5a的時序控制圖。請配合圖5a,在期間Tl',掃描信號SCANi 為低電平,故導(dǎo)通開關(guān)510。掃描信號SCAN2為高電平,故導(dǎo)通開關(guān)520, 不導(dǎo)通開關(guān)530。時鐘信號CKHi為高電平,故多工器540將數(shù)據(jù)信號DATAt 傳送至節(jié)點C。由于開關(guān)510及520被導(dǎo)通,故節(jié)點A接收到操作電壓 PVDD,節(jié)點B接收到數(shù)據(jù)信號DATA"
在期間T2',掃描信號SCANi為高電平,故不導(dǎo)通開關(guān)510。掃描信號 SCAN2為低電平,故不導(dǎo)通開關(guān)520,卻導(dǎo)通開關(guān)530。時鐘信號CKH!為 低電平,故多工器540停止傳送數(shù)據(jù)信號DATA"由于開關(guān)510不被導(dǎo)通, 故節(jié)點A為浮置狀態(tài)。由于導(dǎo)通開關(guān)530,故節(jié)點B接收到參考信號Vref。 此時,節(jié)點A的電壓如式(l)所示,而流經(jīng)驅(qū)動晶體管MD的電流I如式(4) 所示。由式(4)可知,流經(jīng)驅(qū)動晶體管MD的電流I與操作電壓PVDD無關(guān), 因此,發(fā)光元件OLED便不受操作電壓PVDD的影響。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例公開如上,然其并非用以限定本發(fā)明,本 領(lǐng)域技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作些許的更動與潤 飾,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種像素單元,耦接一源極驅(qū)動器,該像素單元包括一第一開關(guān),具有一第一控制端、一第一端以及一第二端,該第一控制端接收一第一掃描信號,該第一端接收一第一操作電壓;一第二開關(guān),具有一第二控制端、一第三端以及一第四端,該第二控制端接收一第二掃描信號,該第四端耦接該源極驅(qū)動器;一第一電容,耦接于該第一及第二端之間;一第二電容,耦接于該第二端與該第三端之間;一驅(qū)動晶體管,具有一柵極、一源極以及一漏極,該柵極耦接該第二端,該源極接收該第一操作電壓;以及一發(fā)光元件,耦接該漏極,并接收一第二操作電壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的像素單元,其中當(dāng)該第一開關(guān)為一 P型晶體管 時,該第二開關(guān)為一N型晶體管,當(dāng)該第一開關(guān)為一N型晶體管時,該第 二開關(guān)為一P型晶體管。
3. 如權(quán)利要求1所述的像素單元,其中在一第一期間,該第一掃描信號 導(dǎo)通該第一開關(guān),該第二端接收該第一揭:作電壓,該第二掃描信號導(dǎo)通該 第二開關(guān),該源極驅(qū)動器提供一數(shù)據(jù)信號給該第四端,在一第二期間,該 第一掃描信號不導(dǎo)通該第一開關(guān),該第二掃描信號繼續(xù)導(dǎo)通該第二開關(guān), 該源極驅(qū)動器提供一參考信號給該第四端,在一第三期間,該第一掃描信 號不導(dǎo)通該第一開關(guān),該第二掃描信號不導(dǎo)通該第二開關(guān)。
4. 如權(quán)利要求1所述的像素單元,還包括一第三開關(guān),具有一第四控制 端、 一第五端以及一第六端,該第四控制端耦接該第二控制端,該第五端 耦接該第三端,該第六端接收該源極驅(qū)動器,當(dāng)該第二開關(guān)為一N型晶體 管時,該第三開關(guān)為一P型晶體管,當(dāng)該第二開關(guān)為一P型晶體管,該第 三開關(guān)為一N型晶體管。
5. 如權(quán)利要求4所述的像素單元,其中在一第一期間,該第一掃描信號 導(dǎo)通該第一開關(guān),該第二掃描信號導(dǎo)通該第二開關(guān),該第二掃描信號不導(dǎo) 通該第三開關(guān),該源極驅(qū)動器提供一數(shù)據(jù)信號給該第四端,在一第二期間, 該第一掃描信號不導(dǎo)通該第一開關(guān),該第二掃描信號不導(dǎo)通該第二開關(guān), 該第二掃描信號導(dǎo)通該第三開關(guān),該源極驅(qū)動器提供一參考信號給該第三端。
6. —種電子系統(tǒng),包括一電源轉(zhuǎn)換模塊,用以將一外部電源轉(zhuǎn)換成一第 一及第二操作電壓;以及一顯示面板,接收該第一及第二操作電壓,并包括 一柵極驅(qū)動器,提供一第一及第二掃描信號;以及 一源極驅(qū)動器,輸出一數(shù)據(jù)信號或是一參考信號,該源極驅(qū)動器包括一數(shù)據(jù)單元,提供該數(shù)據(jù)信號;以及一控制單元,提供該參考信號、 一切換信號以及一時鐘信號;以及一像素單元,包括一第一開關(guān),具有一第一控制端、 一第一端以及一第二端,該第 一控制端接收該第一掃描信號,該第一端接收該第一操作電壓;一第二開關(guān),具有一第二控制端、 一第三端以及一第四端,該第 二控制端接收該第二掃描信號,該第四端耦接該源極驅(qū)動器;一第一電容,耦接于該第一及第二端之間;一第二電容,耦接于該第二端與該第三端之間;一驅(qū)動晶體管,具有一柵極、 一源極以及一漏極,該柵極耦接該 第二端,該源極接收該第一操作電壓;以及一發(fā)光元件,耦接該漏極,并接收該第二4喿作電壓。
7. 如權(quán)利要求6所述的電子系統(tǒng),其中當(dāng)該第一開關(guān)為一 P型晶體管 時,該第二開關(guān)為一N型晶體管,當(dāng)該第一開關(guān)為一N型晶體管,該第二 開關(guān)為一P型晶體管。
8. 如權(quán)利要求6所述的電子系統(tǒng),其中該源極驅(qū)動器還包括 一第三開關(guān),根據(jù)該切換信號,傳送該參考信號給該第四端;以及 一多工器,根據(jù)該時鐘信號,傳送該數(shù)據(jù)信號給該第四端,其中在一第一期間,該第一掃描信號導(dǎo)通該第一開關(guān),該第二掃描信號導(dǎo)通該第二 開關(guān),該多工器傳送該數(shù)據(jù)信號給該第四端,在一第二期間,該第一掃描 信號不導(dǎo)通該第一開關(guān),該第二掃描信號繼續(xù)導(dǎo)通該第二開關(guān),該第三開 關(guān)傳送該參考信號給該第四端,在一第三期間,該第一掃描信號不導(dǎo)通該第一開關(guān),該第二掃描信號不導(dǎo)通該第二開關(guān)。
9. 如權(quán)利要求6所述的電子系統(tǒng),其中該源極驅(qū)動器還包括一多工器, 根據(jù)該時鐘信號,傳送該數(shù)據(jù)信號給該第四端,該像素單元還包括一第三 開關(guān),根據(jù)該第二掃描信號,傳送該參考信號給該第四端,當(dāng)該第二開關(guān) 為一N型晶體管時,該第三開關(guān)為一P型晶體管,當(dāng)該第二開關(guān)為一P型 晶體管,該第三開關(guān)為一N型晶體管,在一第一期間,該第一掃描信號導(dǎo) 通該第一開關(guān),該第二掃描信號導(dǎo)通該第二開關(guān),該第二掃描信號不導(dǎo)通 該第三開關(guān),該多工器傳送該數(shù)據(jù)信號給該第四端,在一第二期間,該第 一掃描信號不導(dǎo)通該第一開關(guān),該第二掃描信號不導(dǎo)通該第二開關(guān),該第 二掃描信號導(dǎo)通該第三開關(guān),該第三開關(guān)傳送該參考信號給該第三端。
10. 如權(quán)利要求6所述的電子系統(tǒng),其中該電子系統(tǒng)為 一個人數(shù)字助理、 一移動電話、 一數(shù)字相機(jī)、 一電視、 一全球定位系統(tǒng)、 一車用顯示器、 一航 空用顯示器、 一數(shù)字相框、 一筆記型計算機(jī)或是一桌上型計算機(jī)。
全文摘要
像素單元及具有像素單元的電子系統(tǒng)。該像素單元,耦接一源極驅(qū)動器,并包括,一第一開關(guān)、一第二開關(guān)、一第一電容、一第二電容、一驅(qū)動晶體管以及一發(fā)光元件。第一開關(guān)具有一第一控制端、一第一端以及一第二端。第一控制端接收一第一掃描信號。第一端接收一第一操作電壓。第二開關(guān)具有一第二控制端、一第三端以及一第四端。第二控制端接收一第二掃描信號。第四端耦接源極驅(qū)動器。第一電容耦接于第一及第二端之間。第二電容耦接于第二端與第三端之間。驅(qū)動晶體管的柵極耦接第二端,其源極接收第一操作電壓。發(fā)光元件耦接驅(qū)動晶體管的漏極,并接收一第二操作電壓。
文檔編號G09G3/20GK101673503SQ20081021204
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者劉炳麟 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司