CN1215452C - 显示器和显示器的驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示器和显示器的驱动电路。此驱动电路用以驱动发光元件。此驱动电路包括偏压元件、开关晶体管、储存电容、以及电压耦合器。本发明是通过在每一条数据线上，增加一个偏压元件，将数据电流流经偏压元件两端所得的电压送到开关晶体管，并且利用电压耦合器，使发光元件两端的电压与此电压相等。因为发光元件两端的电压与偏压元件两端的电压相等，所以流经发光元件的驱动电流会与数据电流相同。
Description
技术领域
本发明是有关于一种显示器和显示器的驱动电路。
背景技术
人类最早能看到的动态影像为记录片型态的电影。之后，阴极射线管(Cathode Ray Tube，简称CRT)的发明，成功地衍生出商业化的电视机，并成为每个家庭必备的家电用品。随着科技的发展，CRT的应用又扩展到计算机产业中的桌上型监视器，而使得CRT风光了将近数十年之久。但是CRT所制作成的各类型显示器都面临到辐射线的问题，并且因为内部电子枪的结构，而使得显示器体积庞大并占空间，所以不利于薄形及轻量化。
由于上述的问题，而使得研究人员着手开发所谓的平面显示器(PlatPanelDisplay)。这个领域包含液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)、场发射显示器(Field Emission Display，简称FED)、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，简称OLED)、以及电浆显示器(Plasma Display Panel，简称PDP)。
其中，有机发光二极管又称为有机电发光显示器(OrganicElectroluminescence Display，简称OELD)，其为自发光性的元件。因为OLED的特性为直流低电压驱动、高亮度、高效率、高对比值、以及轻薄，并且其发光色泽由红(Red，简称R)、绿(Green，简称G)、以及蓝(Blue，简称B)三原色至白色的自由度高，因此OLED被喻为下一代的新型平面面板的发展重点。OLED技术除了兼具LCD的轻薄与高分辨率，以及LED的主动发光、响应速度快与省电冷光源等优点外，还有视角广、色彩对比效果好及成本低等多项优点。因此，OLED可广泛应用于LCD或指示面板的背光源、移动电话、数码相机、以及个人数字助理(PDA)等。
从驱动方式的观点来看，OLED可分为被动矩阵(Passive Matrix)驱动方式及主动矩阵(Active Matrix)驱动方式两大种类。被动矩阵式OLED的优点在于结构非常简单，因而成本较低，但其缺点为不适用于高分辨率画质的应用，而且在朝向大尺寸面板发展时，会产生耗电量增加、元件寿命降低、以及显示性能不佳等的问题。而主动矩阵式OLED的优点除了可应用在大尺寸的主动矩阵驱动方式的需求外，其视角广、高亮度、以及响应速度快的特性也是不可忽视的，但是其成本会比被动矩阵式OLED略高。
依照驱动方式的不同，平面显示器又可分为电压驱动型及电流驱动型两种。电压驱动型通常应用在TFT-LCD，也就输入不同的电压至数据线，而达到不同的灰度，以达成真彩的目的。而电流驱动型通常应用在OLED的显示器，也就是输入不同的电流至数据线，而达到不同的灰度，以达成真彩的目的。
对于AM-OLED而言，公知的一种显示器中的一个像素10的电路图，请参照图1所示。此像素10包括驱动电路102及OLED(104)。上述的驱动电路102包括晶体管TFT1(106)、储存电容C(108)、晶体管TFT2(110)、晶体管TFT3(112)、以及晶体管TFT4(114)。其中，晶体管TFT2(110)称为驱动薄膜晶体管，用以产生驱动OLED(104)的驱动电流，以使OLED(104)发光。晶体管TFT4(114)的栅极耦接至晶体管TFT3(112)的栅极及扫描电压(Vscan)；晶体管TFT4(114)的漏极耦接至晶体管TFT3(112)的漏极及晶体管TFT1(106)的漏极；晶体管TFT4(114)的源极耦接至数据电流(I)。晶体管TFT3(112)的源极耦接至储存电容C(108)的一端、晶体管TFT1(106)的栅极及晶体管TFT2(110)的栅极。晶体管TFT1(106)的源极耦接至储存电容C(108)的另一端、晶体管TFT2(110)的源极、以及正电压(VDD)。晶体管TFT2(110)的漏极耦接至OLED(104)的正极。而OLED(104)的负极耦接至地。由图1可知，驱动电路102为以电流镜为基础的结构。亦即，在理想状态下，流经晶体管TFT2(110)的驱动电流等于数据电流(1)。但是由于非理想的晶体管的电压与电流的特性，所以流经晶体管TFT2(110)的驱动电流并不会与数据电流(1)相同，而产生不正确的驱动电流，因而影响OLED(104)的亮度。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种显示器和显示器的驱动电路。本发明是通过在每一条数据线上，增加一个偏压元件，将数据电流流经偏压元件两端所得的电压送到开关晶体管，并且利用电压耦合器，使发光元件两端的电压与此电压相等。因为发光元件两端的电压与偏压元件两端的电压相等，所以流经发光元件的驱动电流会与数据电流相同。
为达到上述及其它目的，本发明提出一种显示器的驱动电路。此驱动电路用来驱动发光元件，此发光元件具有正极及负极。此驱动电路包括偏压元件、第一晶体管、储存电容、以及电压耦合器。其中，偏压元件具有第一端点及第二端点，其中第一端点耦接至数据电流，而第二端点耦接至地。第一晶体管具有第一漏极、第一栅极、以及第一源极，其中第一漏极耦接至第一端点，而第一栅极耦接至扫描线。储存电容具有第三端点及第四端点，其中第三端点耦接至第一源极，而第四端点耦接至地。而电压耦合器具有输入端及输出端，其中输入端耦接至第一源极及第三端点，而输出端耦接至发光元件。
在本发明的一个实施例中，偏压元件为有机发光二极管。
在本发明的一个实施例中，电压耦合器包括第二晶体管，第二晶体管具有第二栅极、第二漏极、以及第二源极，其中第二栅极耦接至输入端，第二源极耦接至输出端，而第二漏极耦接至电源供应器，此电源供应器具有一电位。而第二晶体管为N型薄膜晶体管或P型薄膜晶体管。
在本发明的一个实施例中，发光元件为有机发光二极管或高分子发光二极管。
在本发明的一个实施例中，第一晶体管为N型薄膜晶体管或P型薄膜晶体管。
本发明还提出一种显示器，包括数个像素，每一个像素包括第一晶体管、储存电容、电压耦合器、发光元件、以及偏压元件。其中，第一晶体管具有第一漏极、第一栅极、以及第一源极，其中第一栅极耦接至扫描线。储存电容具有第一端点及第二端点，其中第一端点耦接至第一源极，而第二端点耦接至地。电压耦合器具有输入端及输出端，其中输入端耦接至第一源极及第一端点。而发光元件具有正极及负极，其中正极耦接至输出端，而负极耦接至地。而偏压元件具有第三端点及第四端点，第三端点耦接至数据电流及第一漏极，而第四端点耦接至地。
综上所述，本发明是通过在每一条数据线上，增加一个偏压元件，将数据电流流经偏压元件两端所得的电压送到开关晶体管，并且利用电压耦合器，使发光元件两端的电压与此电压相等。因为发光元件两端的电压与偏压元件两端的电压相等，所以流经发光元件的驱动电流会与数据电流相同。
附图说明
下机结合附图对本发明作进一步说明：
图1所绘示的是公知的一种显示器中的一个像素10的电路图；
图2所示的是本发明一较佳实施例的显示器的驱动电路的结构图；
图3所示的是本发明一较佳实施例的显示器的驱动电路中的一个像素的电路图；
图4所示的是图3中的电压耦合器的电路图。
重要组件标号：
10、20、30：像素
102，302：驱动电路
104：有机发光二极管
106、110、112、114、308、402：晶体管
108，310：储存电容
202：数据驱动器
204：扫描驱动器
206：数据线
208：扫描线
210，306：偏压元件
304：发光元件
312：电压耦合器
具体实施方式
请参照图2，其所示的是本发明的一较佳实施例的显示器的驱动电路的结构图。此驱动电路的结构为阵列的结构，其包括数据驱动器202、扫描驱动器204、数据线206、扫描线208、以及偏压元件210。其中，偏压元件210可为OLED所组成，并且每一个偏压元件210位于每一条数据线26上。在此实施例中，数据线206中的每一条数据线及扫描线208中的每一条扫描线，会构成一个像素20。数据驱动器202会供给数据电流至偏压元件210，然后偏压元件210两端所得到的电压会送到像素20。而扫描驱动器204会供给电压至扫描线208。
根据本发明一较佳实施例的显示器的驱动电路中的一个像素30的电路图，请参照图3所示。像素30包括驱动电路302及发光元件304。其中，发光元件304可为有机发光二极管或高分子发光二极管。而上述的驱动电路302包括偏压元件306、晶体管TFT1(308)、储存电容C(310)、以及电压耦合器312。其中，偏压元件306可为OLED。晶体管TFT1(308)可为N型薄膜晶体管或P型薄膜晶体管，并且亦称为开关晶体管。下面将叙述像素30的结构。
偏压元件306具有两端。晶体管TFT1(308)具有一漏极、一栅极、以及一源极。储存电容C(310)具有两端。电压耦合器312具有一输入端及一输出端。而发光元件(304)具有一正极及一负极。其中，偏压元件306的一端(即正极)耦接至数据电流及晶体管TFT1(308)的漏极，而偏压元件306的另一端(即负极)耦接至地。晶体管TFT1(308)的栅极耦接至扫描电压(Vscan)，而晶体管TFT1(308)的源极耦接至储存电容C(310)的一端及电压耦合器312的输入端。储存电容C(310)的另一端耦接至地。电压耦合器312的输出端耦接至发光元件304的正极。而发光元件304的负极耦接至地。
另外要说明的是，电压耦合器312可由许多种方式来组成，其中一种方式请参照图4所示。在此图中，电压耦合器312由晶体管TFT2(402)所组成，晶体管TFT2(412)可为N型薄膜晶体管或P型薄膜晶体管，并且亦称为驱动晶体管。晶体管TFT2(412)具有一漏极、一输入端(即一栅极)、以及一输出端(即一源极)，其中TFT2(412)的漏极耦接至电源供应器，此电源供应器具有一正电位(VDD)。
接下来将叙述像素30的运作情形。在一条数据线上，数据驱动器所送出的数据电流会流经偏压元件306，所以偏压元件306的两端会得到一个偏压电压值。当扫描电压(Vscan)设定在高电压准位时，会使晶体管TFT1(308)的栅极与源极之间的电压(Vgsl)大于晶体管TFT1(308)的启始电压，而使TFT1(308)导通。此时，偏压元件306两端的偏压电压值会经由TFT1(308)的漏极而传送到TFT1(308)的源极。接着，此偏压电压值会经由电压耦合器312的输入端而传送到电压耦合器312的输出端。因为电压耦合器312的输出电压与输入电压相同，所以电压耦合器312的输出端的电压值也与此偏压电压值相同。之后，此偏压电压值会施加到发光元件(304)的正极，因此发光元件(304)两端的电压会与此偏压电压值相同。因为发光元件(304)两端的电压与此偏压电压值相同，所以流经发光元件(304)的驱动电流与数据电流相同，因此，发光元件(304)的驱动电流可受到数据电流的控制，而使发光元件(304)的亮度不会产生偏差。
综上所述，本发明是通过在每一条数据线上，增加一个偏压元件，将数据电流流经偏压元件两端所得的电压送到开关晶体管，并且利用电压耦合器，使发光元件两端的电压与此电压相等。因为发光元件两端的电压与偏压元件两端的电压相等，所以流经发光元件的驱动电流会与数据电流相同。
虽然本发明已以较佳实施例公开于上，然而这些并非用以限定本发明，因此本发明的保护范围当以权利要求书所限定的为准。
Claims (18)
1.一种显示器的驱动电路，用以驱动一发光元件，该发光元件具有一正极及一负极，其特征在于，该驱动电路包括：
一偏压元件，具有一第一端点及一第二端点，其中该第一端点耦接至一数据电流，而该第二端点耦接至地；
一第一晶体管，具有一第一漏极、一第一栅极、以及一第一源极，其中该第一漏极耦接至该第一端点，而该第一栅极耦接至一扫描线；
一电容，具有一第二端点及一第四端点，其中该第三端点耦接至该第一源极，而该第四端点耦接至地；
一电压耦合器，具有一输入端及一输出端，其中该输入端耦接至该第一源极及该第三端点，该输出端耦接至该发光元件。
2.如权利要求1所述的显示器的驱动电路，其特征在于：上述的偏压元件为一有机发光二极管。
3.如权利要求1所述的显示器的驱动电路，其特征在于：上述的电压耦合器包括一第二晶体管，具有一第二栅极、一第二漏极以及一第二源极，上述的第二栅极耦接至该输入端，该第二源极耦接至该输出端，而第二漏极耦接至一电源供应器，该电源供应器具有一电位。
4.如权利要求3所述的显示器的驱动电路，其特征在于：上述的第二晶体管为一N型薄膜晶体管。
5.如权利要求3所述的显示器的驱动电路，其特征在于：上述的第二晶体管为一P型薄膜晶体管。
6.如权利要求1所述的显示器的驱动电路， 其特征在于：上述的发光元件为一有机发光二极管。
7.如权利要求1所述的显示器的驱动电路，其特征在于：上述的发光元件为一高分子发光二极管。
8.如权利要求1所述的显示器的驱动电路，其特征在于：上述的第一晶体管为一N型薄膜晶体管。
9.如权利要求1所述的显示器的驱动电路，其特征在于：上述的第一晶体管为一P型薄膜晶体管。
10.一种显示器，包括多个像素，其特征在于，每一像素包括：
一第一晶体管，具有一第一漏极、一第一栅极、以及一第一源极，其中该第一栅极耦接至一扫描线；
一电容，具有一第一端点及一第二端点，其中该第一端点耦接至该第一源极，而该第二端点耦接至地；
一电压耦合器，具有一输入端及一输出端，其中该输入端耦接至该第一源极及该第一端点；
一发光元件，具有一正极及一负极，其中该正极耦接至该输出端，而该负极耦接至地：以及
一偏压元件，具有一第二端点及一第四端点，该第二端点耦接至一数据电流及该第一漏极，而该第四端点耦接至地。
11.如权利要求10所述的显示器，其特征在于：上述的偏压元件为一有机发光二极管。
12.如权利要求10所述的显示器，其特征在于：上述的电压耦合器包括一驱动晶体管，具有一第二漏极、一第二栅极、以及一第二源极，上述的第二栅极耦接至该输入端，该第二源极耦接至该输出端，而该第二漏极耦接至一电源供应器，该电源供应器具有一电位。
13.如权利要求12所述的显示器，其特征在于：上述的第二晶体管为一N型薄膜晶体管。
14.如权利要求12所述的显示器，其特征在于：上述的第二晶体管为一P型薄膜晶体管。
15.如权利要求10所述的显示器，其特征在于：上述的发光元件为一有机发光二极管。
16.如权利要求10所述的显示器，其特征在于：上述的发光元件为一高分子发光二极管。
17.如权利要求10所述的显示器，其特征在于：上述的第一晶体管为一N型薄膜晶体管。
18.如权利要求10所述的显示器，其特征在于：上述的第一晶体管为一P型薄膜晶体管。
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