专利名称：主动式有机发光显示器的象素驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种主动式有机发光显示器(Active Matrix OrganicLight Emitting Diode，AMOLED)的象素驱动电路，尤其是一种电流驱动的主动式有机发光显示器的象素驱动电路。
背景技术：
随着有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)制作技术的进步，利用有机发光显示器的制作技术也渐趋成熟。基本上，有机发光二极管是以陈列方式排列于有机发光显示器内，而为了驱动这些有机发光二极管以产生影像，目前所使用的方法主要可区分为简单矩阵式(Simple Matrix)与主动矩阵式(Active Matrix)两种。其中，又以主动矩阵式较能符合大尺寸或是高分辨率显示的需求。
请参照图1所示，是一典型电压驱动主动式有机发光显示器的象素的等效电路图。此象素包括一有机发光二极管OLED、一个晶体管T1、一个晶体管T2与一个电容C。其中，晶体管T1的源极是连接至一数据线(未图标)，以通入驱动电压信号Vdata，而其栅极是连接至一扫描线(未图标)以通入扫描电位Scan。晶体管T2的源极是连接至有机发光二极管OLED的阳极，其漏极是连接至一电压准位Vdd，而其栅极是连接至晶体管T1的漏极。有机发光二极管OLED的阴极是连接至另一电压准位Vss。电容C的两端是分别连接至晶体管T2的栅极以及电压准位Vdd。
为了产生稳定的电流使有机发光二极管OLED维持稳定的发光亮度，当来自扫描线的扫描电位Scan为高电位时，晶体管T1是开启，以使驱动电压信号Vdata得以经由数据线输入晶体管T2的栅极与电容C。而当扫描电位Scan处于低电位时，晶体管T1将关闭，而驱动电压信号Vdata的电压准位与前述电压准位Vdd的压差Vcs，是储存于电容C内。在此情况下，晶体管T2的栅极与源极的跨压Vgs是相当于Vdd-Vdata。而此跨压Vgs与晶体管T2的临界电压(threshold voltage，Vt)的差值，是决定流经有机发光二极管OLED的电流I的的大小。
请参照图2所示，是一典型电流驱动主动式有机发光显示器的象素的等效电路图。此象素包括一有机发光二极管OLED、一个晶体管T1、一个晶体管T2、一个晶体管T3、一个晶体管T4、与一个电容C。其中，晶体管T1的源极是连接至一数据线(未图标)，以通入一驱动电流信号Idata，栅极是连接至一扫描线(未图标)，以通入扫描电位Scan，而漏极是连接至晶体管T2的源极。晶体管T2的栅极是连接至晶体管T4的栅极，而其漏极是连接至有机发光二极管OLED的阳极与晶体管T4的源极。晶体管T3的源极是连接至数据线以通入驱动电流信号Idata，栅极是连接至扫描线以通入扫描电位Scan，而其漏极是连接至晶体管T2的栅极与晶体管T4的栅极。晶体管T4的源极是连接至有机发光二极管OLED的阳极，其漏极是连接至一电压准位Vdd。有机发光二极管OLED的阴极是连接至另一电压准位Vss。电容C的两端是分别连接至晶体管T4的栅极以及有机发光二极管OLED的阳极。
为了产生稳定的电流使有机发光二极管OLED维持稳定的发光亮度，扫描电位Scan是首先透过扫描线开启晶体管T1与T3，使驱动电流信号Idata提供至晶体管T2与电容C，而在电容C内形成一对应于此驱动电流信号Idata的电压准位Vcs。而当来自扫描线S1的扫描电位为低电位时，晶体管T1与T3是关闭。同时，由于晶体管T2与晶体管T4是位于相对应的镜射电路(mirror circuit)上(相对于电容C与有机发光二极管OLED而言)。因此，在晶体管T2与T4具有相同电特性的情况下，储存于电容C内的电压准位Vcs将会引致一与前述驱动电流信号Idata相当的电流I，经由晶体管T4提供至有机发光二极管OLED，而使其发光。
如前述，并请同时参照图1所示，在电压驱动的象素中，流经有机发光二极管的电流I的大小，是受到临界电压Vt所影响。又，晶体管T2在运作过程中，其临界电压Vt往往会因为内电荷的累积而上升，进而导致流经有机发光二极管OLED的电流I下降，而造成发光亮度降低。
反之，在图2所示的电流驱动的象素中，流经有机发光二极管OLED的电流大小，是由驱动电流信号I所决定，而不会受到晶体管T2与T4的临界电压值的变动所影响。但是，为了提供电流驱动的特性，在此象素中必须设计四个晶体管T1，T2，T3，T4，而造成制作成本上升，以及象素开口率不佳。
如何避免晶体管临界电压值的变动对于有机发光二极管的发光亮度的影响，同时减少象素内的电子元件数量以改善开口率，将对于有机发光显示器的发展，有极为重要的影响。
发明内容
本发明的主要目的是在于克服既有电流驱动有机发光显示器的象素，其开口率不佳的缺点，提出一种解决的手段。
本发明的另一目的是在于克服传统电压驱动有机发光显示器的象素，其发光亮度不易维持稳定的缺点，提出一种解决的手段。
本发明是提供一种主动式有机发光显示器，其具有多个电压驱动设计的象素驱动电路，但却利用一驱动电流驱动这些象素驱动电路。此主动是有机发光显示器的特征在于，上述象素驱动电路是并联于一比对电路，而此比对电路至少具有一有机发光二极管与一晶体管，分别对应至象素驱动电路内的有机发光二极管与晶体管。透过此比对电路，即可使通入象素驱动电路的驱动电流值与通入比对电路的比对电流值产生一特定的比例关系。
图1是一典型电压驱动主动式有机发光显示器的象素的等效电路图；图2是一典型电流驱动主动式有机发光显示器的象素的等效电路图；图3是本发明主动式有机发光显示器的驱动电路，一较佳实施例的方块示意图；图4是图3中单一象素驱动电路与透过数据线并联于此象素驱动电路的一比对电路的等效电路图。
符号说明驱动电路～100数据驱动单元～120扫描驱动单元～140电源供应单元～150象素驱动电路～160数据线～122扫描线142比对电路～180电源线～具体实施方式
关于本发明的优点与精神可以借由以下的发明较佳的实施例详述及所附图式得到进一步的了解。
请参照图3所示，是本发明的主动式有机发光显示器的驱动电路100，一较佳实施例的方块示意图。此驱动电路100包括一数据驱动单元120、一扫描驱动单元140、一电源供应单元150、多个象素驱动电路160与多个比对电路180。其中，各个象素驱动电路160是呈陈列排列。数据驱动单元120是透过多个数据线122，分别连接各行象素驱动电路160以及比对电路180。扫描驱动单元140是透过多个扫描线142，分别连接各列象素驱动电路160。电源供应单元150是提供各个象素驱动单元160驱动其内部的有机发光二极管发光所需要的电源。每一行象素驱动电路160的最下端，是透过数据线122耦接有一比对电路180。而此比对电路180是用以产生如同图2所示传统电流驱动的象素内的镜射电路的效果。
请参照图4所示，是图3中单一象素驱动电路160，与透过数据线122并联于此象素驱动电路160的一比对电路180的等效电路图。如图中所示，此象素驱动电路160包括一第一晶体管T1、一第二晶体管T2、一电容C与一有机发光二极管OLED。其中，第一晶体管T1的源极是连接至数据线122，而栅极是连接至扫描线142。第二晶体管T2的栅极是连接至第一晶体管T1的漏极，而第二晶体管T2的漏极透过电源线152连接至电源供应单元150，以通入一第一电压准位Vdd。电容C的一端是连接至第二晶体管T2的漏极，而另一端是连接至第一晶体管T1的源极与第二晶体管T2的栅极。有机发光二极管OLED的阳极是连接至第二晶体管T2的源极，而其阴极是通有一第二电压准位Vss。
此比对电路180包括一比对晶体管Tm与一比对有机发光二极管OLEDm。其中，比对晶体管Tm是对应于象素驱动电路160内的第二晶体管T2，而此比对晶体管Tm的栅极是连接至数据线122，而其漏极亦是连接至数据线122。比对有机发光二极管OLEDm是对应于象素驱动电路160内的有机发光二极管OLED，并且，其阳极是连接至上述比对晶体管Tm的源极，而其阴极是通有上述第二电压准位Vss。
当一给定的驱动电流信号I输入比对电路180，则比对晶体管Tm的栅极与源极的跨压Vgs’与比对晶体管Tm临界电压Vt’的差(Vgs’-Vt’)也随之确定。而在此情况下，数据线122所具有的电压准位Vdata＝Vgs’+Voled’+Vss。其中，Voled’是比对有机发光二极管OLEDm的阳极与阴极间的跨压。
在此同时，一扫描电位是透过扫描线142输入象素驱动电路160内以开启第一晶体管T1，借以在电容C内储存第一电压准位Vdd与上述数据线122的电压准位Vdata的压差。在此情况下，第二晶体管T2的栅极与源极的跨压Vgs是相当于Vdata-Voled-Vss，其中Voled是此有机发光二极管OLED的阳极与阴极间的跨压。
由于数据线142所具有的电压准位Vdata＝Vgs’+Voled’+Vss’而第二晶体管T2的栅极与源极的跨压Vgs＝Vdata-Voled-Vss。因此，可以推算得知，第二晶体管T2的栅极与源极的跨压Vgs是相当于Vgs’-(Voled-Voled’)。而此跨压Vgs与第二晶体管T2的临界电压Vt的差值，即决定流经有机发光二极管OLED的电流I’的的大小。
由前述，可知本发明的驱动电路，其特色在于由于比对有机发光二极管OLEDm与有机发光二极管OLED具有近似的运作时间，因此，二者的阳极与阴极间跨压的上升情况也相类似，也就是说Voled约等于Voled’。而如前述，第二晶体管T2的栅极与源极的跨压Vgs＝Vgs’-(Voled-Voled’)，可以推知，第二晶体管T2的栅极与源极的跨压Vgs是相当于比对晶体管Tm的栅极与源极的跨压Vgs’。又，比对晶体管Tm的栅极与源极的跨压Vgs’是受到驱动电流信号I所决定，而第二晶体管的栅极与源极的跨压Vgs的大小是决定了流经有机发光二极管OLED的电流I’的大小。因此，本发明可以直接由驱动电流信号I决定流经有机发光二极管的电流I’大小，而避免了有机发光二极管OLED的跨压变化对于电流I’的大小的影响。
由于比对晶体管Tm与第二晶体管T2具有近似的运作时间，二者的临界电压Vt’与Vt的上升幅度也相类似。又如上述，第二晶体管T2的栅极与源极的跨压Vgs是相当于比对晶体管Tm的栅极与源极的跨压Vgs’。因此，比对晶体管Tm与第二晶体管T2，其栅极与源极的跨压与临界电压的差(Vgs-Vt)与(Vgs’-Vt’)是相当。由此可知，在比对晶体管T2与第二晶体管Tm的沟道的宽长比(W/L)相同的情况下，流经有机发光二极管OLED的电流I’大小并不会受到临界电压Vt与Vt’上升的影响，而会与驱动电流信号I的大小相同。
如上述，在第二晶体管T2与比对晶体管Tm，其栅极与源极的跨压与临界电压的差(Vgs-Vt)与(Vgs’-Vt’)大小相当的情况下。比对晶体管Tm与第二晶体管T2的沟道的宽长比将会影响驱动电流信号I与电流I’的比例关系。举例来说，若是比对晶体管Tm的沟道的宽长比为第二晶体管T2的沟道的宽长比的两倍时，在相同的跨压下(即Vgs约略等于Vgs’)，流经比对晶体管Tm的驱动电流信号I约略为流经第二晶体管T2的电流I’的二倍。而利用此概念，即便是在低发光亮度的情况下(即流经象素驱动电路160中第二晶体管T2的电流I’微弱的情况下)，在数据线122中仍然可以维持相对较大的驱动电流信号I，以对象素驱动电路160的电容C提供足够快的充电速度，确保电容C充电至预设的电位值。
如第三与四图所示，本发明的驱动电路100虽然是利用电流驱动，但是，各个象素驱动电路160只需要两个晶体管T1与T2，而非如图2的传统电流驱动的象素，必须使用四个晶体管。因此，本发明的驱动电路100的设计可以提升各个象素的开口率。
权利要求
1.一种主动式有机发光显示器的象素驱动电路，其特征在于所述驱动电路包括至少一象素驱动电路，每一该象素驱动电路包括一第一晶体管，其源极是连接至一数据线，其栅极是连接至一扫描线；一第二晶体管，其栅极是连接至该第一晶体管的漏极，该第二晶体管的漏极是通有一第一电压准位；一电容，其一第一端是连接至该第二晶体管的漏极，其一第二端是连接至该第一晶体管的源极与该第二晶体管的栅极；一有机发光二极管，其阳极是连接至该第二晶体管的源极，该有机发光二极管的阴极是通有一第二电压准位；至少一比对电路，电连接至该象素驱动电路，并且每一该比对电路包括一比对晶体管，对应于该第二晶体管，其栅极与漏极是连接至该数据线；一比对有机发光二极管，对应于该有机发光二极管，其阳极是连接至该比对晶体管的源极，其阴极是通有该第二电压准位。
2.根据权利要求1所述的一种主动式有机发光显示器的象素驱动电路，其特征在于该比对晶体管与该第二晶体管的沟道的宽长比是具有一特定的比例关系。
3.根据权利要求1所述的一种主动式有机发光显示器的象素驱动电路，其特征在于该比对晶体管与该第二晶体管的沟道的宽长比是相同。
4.根据权利要求1所述的一种主动式有机发光显示器的象素驱动电路，其特征在于每一个该比对电路是对应至该数据线。
5.根据权利要求1所述的一种主动式有机发光显示器的象素驱动电路，其特征在于该第一电压准位是经由一电源线提供至该第二晶体管。
6.根据权利要求1所述的一种主动式有机发光显示器的象素驱动电路，其特征在于该第二电压准位是接地。
全文摘要
本发明是一种主动式有机发光显示器的象素驱动电路，电流驱动主动式有机发光显示器，具有多个电压驱动设计的象素驱动电路。象素驱动电路系并联于一比对电路，而此比对电路至少具有一有机发光二极管与一晶体管，分别对应至象素驱动电路内的有机发光二极管与晶体管。透过此比对电路，以使通入象素驱动电路的驱动电流值与通入比对电路的比对电流值产生一特定的比例关系。
文档编号G09G3/32GK1588519SQ200410069
公开日2005年3月2日 申请日期2004年7月14日 优先权日2004年7月14日
发明者李国胜, 张浥尘 申请人:友达光电股份有限公司