专利名称：像素的临界电压补偿系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种面板显示器，特别是涉及一种像素驱动电路。
背景技术：
主动矩阵式有机发光二极管(AMOLED)显示器为目前最流行的面平显示器。一般而言，相较于主动矩阵式液晶显示器(AMLCD)，AMOLED显示器具有许多优点，例如较高的对比、较宽的视角、较薄的外型、不需背光、较不耗电以及成本较低。不像AMLCD是由电压源来驱动，AMOLED藉由电流源来驱动一电致发光(electroluminescent；EL)组件，并且电致发光组件的亮度是与所产生的电流成正比。然而，电流的电平却会影响AMOLED的显示均匀度，因此用以控制电流输出的像素驱动电路的品质，将会是显示品质的关键。
图1所示为应用于AMOLED显示器的一传统2T1C(二晶体管与一电容)电路。当信号SCAN导通晶体管M1时，数据(标示为Vdata)被加载至P型晶体管M2的栅极，且储存至电容器Cst中，藉以输出一固定电流驱动EL组件发光。一般而言，于AMOLED中，电流提供器藉由一个栅极耦接至数据电压Vdata的P型薄膜晶体管来实现，且此P型薄膜晶体管的源漏极分别耦接至Vdd与电致发光组件(EL)的阳极。因此，电致发光组件的亮度与数据电压Vdata存在有下列关系亮度∝电流∝(Vdd-Vdata-Vth)2发明内容有鉴于此，本发明的首要目的，是提供一种像素的临界电压补偿系统与方法。本发明可有效地补偿临界电压的变动，藉由使用与临界电压(Vth)无关的驱动电流，使得像素的亮度与临界电压无关。
根据上述目的，本发明提供一种像素的临界电压补偿系统，包括一像素驱动电路，且此驱动电路包括一第一开关组件用以传输数据信号；以及一电压补偿驱动器用以根据一参考信号产生一补偿电压，且根据上述补偿电压与上述数据信号，输出一驱动电流。
根据上述目的，本发明亦提供一种像素的临界电压补偿系统，包括一显示面板，且此驱动电路包括一具有扫描信号线的像素阵列；一扫描驱动器；一数据驱动器；以及一参考信号产生器。扫描驱动器产生扫描信号用以驱动或禁能像素阵列的扫描信号线，数据驱动器用以提供数据信号至像素阵列，而参考信号产生器用以提供参考信号至像素阵列。此外，像素阵列耦接至一像素驱动电路。像素驱动电路包括一第一开关组件用以传输数据信号；以及一电压补偿驱动器用以根据一参考信号产生一补偿电压，且根据上述补偿电压与上述数据信号，输出一驱动电流。
根据上述目的，本发明还提供一种像素的临界电压补偿方法，包括根据一参考信号，将一第一晶体管的临界补偿电压加载一第一电容中；将一数据信号以及上述临界补偿电压加载一第二电容中；以及将所加载的上述数据信号与上述临界补偿电压耦接至上述第一晶体管，用以提供一与上述第一晶体管的临界电压无关的驱动电流至一显示组件。
图1为应用于AMOLED显示器的一传统2T1C(二晶体管与一电容)电路。
图2为本发明的像素驱动电路的一实施例。
图3为图2的像素驱动电路的驱动时序图。
图4为本发明的显示面板的一示意图。
图5为使用本发明的图4所示的显示面板的电子装置的示意图附图符号说明20电压补偿驱动器；100像素驱动电路；M11、M13～M15开关组件；EL显示组件；M12主要晶体管；Cst、Cth电容；
Vdata数据信号；SCAN、SCANX扫描信号线；N1、N2、N3节点；Vref参考信号；Id驱动电流；PVdd电源电压；600显示面板；610像素阵列；620扫描驱动器；630数据驱动器；640参考信号产生器；700电子装置；710外壳；720电源供应器。
具体实施例方式
由于像素中驱动晶体管的临界电压的变动会导致显示器，例如AMOLDE，的显示特性的不均匀，因此临界电压的补偿对于提升此种显示器的品质将会十分地重要。有鉴于此，本发明提供一种像素的临界电压补偿系统与方法。在某些实施例中，本发明藉由与临界电压无关的驱动电流来使得面板中像素的亮度与临界电压无关。
图2为本发明的像素的临界电压补偿系统中的一像素驱动电路的一实施例。如图2中所示，像素驱动电路100包括一开关组件M11以及一电压补偿驱动器20。
开关组件M11耦接于数据信号Vdata与节点N1之间，且被扫描信号线SCAN所控制。开关组件M11用以于扫描信号线SCAN被驱动时，传输数据信号Vdata至节点N1。电压补偿驱动器20用以根据一参考信号Vref产生一补偿电压，并且根据上述补偿电压与数据信号Vdata产生一驱动电流Id至一电子显示组件EL。
电压补偿驱动器20耦接于开关组件M11与显示组件EL之间，并且包括一主要晶体管M12、开关组件M13～M15以及二电容Cst与Cth。主要晶体管M12耦接于电源电压PVdd与开关组件M15的漏极之间，且具有一控制端耦接至节点N2。开关组件M13耦接于电源电压PVdd与节点N2之间，电容Cth耦接于节点N1与节点N2之间。开关组件M14耦接于节点N1与节点N3之间，电容Cst系耦接于节点N1与参考信号Vref之间。开关组件M15耦接于显示组件EL与节点N3之间，并且开关组件M13～M15的控制端皆耦接至扫描信号线SCANX。显示组件EL耦接于开关组件M15与电源电压PVdd之间，用以根据来自像素驱动电路100的驱动信号发光。
于此实施例中，显示组件EL可为一电致发光组件，且主要晶体管M12可为一薄膜晶体管(TFT)。开关组件M11与M13～M15举例而言可为主动组件，例如薄膜晶体管或传输栅等等。但为了更有效地提供电流驱动能力，开关组件M11、M13～M15以及主要晶体管M12最好为多晶硅薄膜晶体管。
于本实施例中，开关组件M11、M13与M14以及主要晶体管M12为P型薄膜晶体管，而开关组件M12为N型薄膜晶体管。扫描信号线SCAN为第N条扫描信号线，而扫描信号线SCANX为第N-1条扫描信号线，扫描信号线SCAN与SCANX藉由一扫描驱动器(如图4所示)来控制，而数据信号Vdata是由一数据驱动器(如图4所示)来控制，并且参考信号藉由一参考信号产生器(如图4所示)来提供。
图3为图2中像素驱动电路的一时序控制图。于此实施例中，扫描信号线SCAN与SCANX藉由扫描驱动器来驱动(assert)或禁能(de-assert)，且参考信号藉由参考信号产生器来提供，以产生后述的功能。
于周期301中，扫描信号线SCANX被驱动(pull low)，而扫描信号线SCAN被禁能(pull high)，且参考信号为高电位(goes high)。举例而言，参考信号Vref被拉高至电源电压PVdd。开关组件M11由于扫描信号线SCAN被禁能而截止，但由于扫描信号线SCANX被驱动，开关组件M12～M14导通且开关组件15截止。由于电容Cst储存来自前一周期的数据信号，因此当参考信号Vref于时间t1拉高时，于节点N1上产生一个高于电源电压PVdd的充电电压。此充电电压将储存一补偿电压Vth1至电容Cth中，其中电压Vth1的绝对值等于主要晶体管M12的临界电压Vth2。
于本实施例中，当扫描信号线SCANX于时间t2被禁能(de-asserted)时，参考信号Vref被拉低(goes low)，举例而言参考信号Vref被拉低至接地电位。于某些实施例中，当扫描信号线SCANX被禁能(de-asserted)后，参考信号Vref亦可以不用马上被拉低(goes low)，但要在时间t3扫描信号线SCAN被驱动之前被拉低。
于周期303时，扫描信号线SCAN被驱动(pull low)，而扫描信号线SCANX被禁能(pull high)，开关组件M11与M15以及主要晶体管M12导通，而开关组件M13与M14截止。由于开关组件M11导通，而开关组件M13与M14截止，数据信号Vdata传送至节点N1，且储存在电容Cst中，而在节点N2上产生一Vdata-Vth1的电压。
通过主要晶体管M12的电流Id将与符合下列关系，其中主要晶体管M12的源极电压为Pvdd，其栅极电压Vg为Vdata-Vth1，而且其临界电压为Vth2。
Id∝(Vsg-Vth2)2∝(Pvdd-Vdata+Vth1-Vth2)2∝(PVdd-Vdata)2由于主要晶体管的临界电压Vth2将可藉由储存在电容Cth中的补偿电压，因此主要晶体管M12可以根据数据信号Vdata，产生一驱动电流Id，用以驱动显示组件EL。由于开关组件M15导通，因此驱动电流Id将可用以驱动显示组件EL。
由于本实施例中，主要晶体管M12的临界电压Vth2将可被补偿电压Vth1所补偿，驱动电流Id将与晶体管M12的临界电压Vth2无关。因此，与此像素驱动电路100配合的显示器中的像素的亮度，将与临界电压Vth2。当像素的亮度与临界电压的变动无关时，显示器的均匀度将可以有效地提升。
图4为本发明的一显示面板。如图所示，显示面板600包括一像素阵列610、一扫描驱动器620、一数据驱动器630以及一参考信号产生器640。举例而言，像素阵列610包括图2所示的像素驱动电路。
扫描驱动器620用以提供扫描信号至像素阵列，使得扫描信号线被驱动或禁能，而数据驱动器630用以提供数据信号至像素阵列610中的像素驱动电路。参考信号产生器640用以提供参考信号至像素阵列610的像素驱动电路，且亦可整合至扫描驱动器620中。要注意的是，显示面板600可为一有机发光二极管(OLED)显示面板，但亦可应用于其它种类的显示面板，例如液晶(LCD)显示面板。
图5所示为本发明的一电子装置。如图所示，电子装置700使用图4所示的显示面板600，此电子装置700举例而言可为一个人数字助理(PDA)、笔记型计算机、平板计算机、移动电话、显示器等等。
一般而言，电子装置700包括一外壳710、一显示面板600以及一电源供应器720，虽然电子装置700亦含有其它组件，但于此不多加累述。实际上，电源供应器720用以供电至显示面板600，使得显示面板600可以显示影像。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。
权利要求
1.一种像素的临界电压补偿系统，包括一像素驱动电路，包括一第一开关组件，用以传输一数据信号；以及一电压补偿驱动器，用以根据一参考信号产生一补偿电压，并根据上述数据信号以及上述参考信号，产生一驱动电流。
2.如权利要求1所述的像素的临界电压补偿系统，还包括一电压源；以及一显示单元，其中上述电压补偿驱动器包括一主要晶体管耦接于上述电压源与上述显示单元之间。
3.如权利要求2所述的像素的临界电压补偿系统，其中上述电压补偿驱动器，还包括一第一电容器，耦接于上述参考电压与一第一节点之间；以及一第二电容器，耦接于上述第一节点与上述主要晶体管之间，用以储存上述补偿电压。
4.如权利要求3所述的像素的临界电压补偿系统，其中上述电压补偿驱动器以及上述第一开关组件分别耦接一第一扫描信号线以及一第二扫描信号线。
5.如权利要求4所述的像素的临界电压补偿系统，其中上述第一扫描信号线于一第一周期时被驱动，而上述第二扫描信号线于一第二周期时被驱动。
6.如权利要求4所述的像素的临界电压补偿系统，其中上述第一节点产生高于上述补偿电压的一充电电压，使得上述补偿电压由于上述第一扫描信号线被驱动而被储存至上述第二电容器中，其中上述补偿电压相等于上述主要晶体管的临界电压。
7.如权利要求4所述的像素的临界电压补偿系统，其中上述第一开关组件由于上述第二扫描信号线被驱动而传输上述数据信号。
8.如权利要求4所述的像素的临界电压补偿系统，其中上述主要晶体管包括一第一端耦接至上述电压源，一控制端耦接至上述第二电容，以及一第二端。
9.如权利要求8所述的像素的临界电压补偿系统，其中上述电压补偿驱动器，还包括一第二开关组件，耦接于上述电压源与上述主要晶体管的一栅极之间；一第三开关组件，耦接于上述主要晶体管的第二端与上述第一节点之间；以及一第四开关组件，耦接于上述主要晶体管的第二端与上述显示组件之间，其中于上述第一扫描信号线被驱动时，上述第二、第三开关组件导通，而第四开关组件截止。
10.如权利要求9所述的像素的临界电压补偿系统，其中上述主要晶体管与上述第一、第二、第三及第四开关组件为多晶硅薄膜晶体管。
11.如权利要求2所述的像素的临界电压补偿系统，其中上述显示组件为一电致发光组件。
12.如权利要求2所述的像素的临界电压补偿系统，其中上述显示组件为一有机发光组件。
13.如权利要求1所述的像素的临界电压补偿系统，还包括一数据驱动器，用以提供上述数据信号；以及一参考信号产生器，用以提供上述参考信号。
14.如权利要求1所述的像素的临界电压补偿系统，其中该电压补偿驱动器耦接一第一扫描信号线，并且包括一储存装置用以于该第一扫描信号线被驱动时储存一补偿电压。
15.如权利要求1所述的像素的临界电压补偿系统，其中上述像素补傧电压的提供系统为一个人数字助理、一显示器、一笔记型计算机、一平板计算机或一移动电话。
16.一种像素的临界电压补偿方法，包括下列步骤根据一参考信号，将一第一晶体管的临界补偿电压加载一第一电容中；将一数据信号以及上述临界补偿电压加载一第二电容中；以及将所加载的上述数据信号与上述临界补偿电压耦接至上述第一晶体管，用以提供一驱动电流至一显示组件，其中上述驱动电流与上述第一晶体管的临界电压无关。
17.如权利要求16所述的像素的临界电压补偿方法，其中上述第一晶体管耦接至一电源电压，且上述第一晶体管的临界补偿电压根据上述参考信号，并藉由高于上述电源电压的一充电电压，加载至上述第一电容中。
18.如权利要求16所述的像素的临界电压补偿方法，其中上述显示组件为一电致发光组件。
全文摘要
一种像素的临界电压补偿系统，包括一像素驱动电路，且此驱动电路包括一第一开关组件用以传输数据信号；以及一电压补偿驱动器用以根据一参考信号产生一补偿电压，且根据上述补偿电压与上述数据信号，输出一驱动电流。藉由补偿临界电压，驱动电流将与临界电压无关，因此每一像素的亮度亦与临界电压无关。
文档编号H05B33/14GK1909045SQ20051013623
公开日2007年2月7日 申请日期2005年12月23日 优先权日2005年8月5日
发明者彭杜仁 申请人:统宝光电股份有限公司