专利名称：像素单元及具有像素单元的电子系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种像素羊元，特别涉及一种不受操作电压漂移影响的像 素单元。
背景技术：
由于显像管具有画质优良和价格低廉的特点，故一直被采用为电视和 计算机的显示器。然而，随着科技的进步，陆续开发出新的平面显示器。 平面显示器的主要优点在于，当具有大尺寸的显示面板时，平面显示器的 总体积并不会因此而有显着的改变。
一般而言，平面显示器包含，液晶显
示器、电浆显示器、场发射显示器以及电发光显示器。
图1为已知电发光显示器的单一像素单元的示意图。如图所示，像素
单元100具有晶体管110、 130、电容120以及发光元件140。当扫描信号 SCAN导通晶体管110时，电容120便可根据数据信号DATA而存储电荷。 晶体管130根据电容120所存储的电荷，提供一驱动电流给发光元件140。 发光元件140所发出的光线的强度取决于驱动电流的大小。
一般而言，多个^J:单元通过一电源线，接收#:作电压PVDD。当显 示器的面板尺寸愈大时，传送操作电压的电源线也就愈长，因而造成电源 线的寄生电阻也就愈大。当电源线的寄生电阻变大时，电源线两端可能会 产生压差。举例而言，由于寄生电阻的影响，在电源线两端的操作电压可 能分别为5V与4.5V。由于晶体管130所提供的驱动电流与操作电压PVDD 有关，因此当操作电压PVDD发生漂移时，将影响驱动电流，使得发光元 件140所发出的光线强度不正确。
发明内容
本发明提供一种像素单元，耦接一源极驱动器，并包括， 一第一开关、 一第二开关、 一第一电容、 一第二电容、 一驱动晶体管以及一发光元件。 第一开关具有一第一控制端、 一第一端以及一第二端。第一控制端接收一第一扫描信号。第一端接收一第一操作电压。第二开关具有一第二控制端、 一第三端以及一第四端。第二控制端接收一第二扫描信号。第四端耦接源 极驱动器。第一电容耦接于第一及第二端之间。第二电容耦接于第二端与 第三端之间。驱动晶体管的栅极耦接第二端，其源极接收第一操作电压。 发光元件耦接驱动晶体管的漏极，并接收一第二4喿作电压。
本发明另提供一种电子系统，包括一 电源转换模块以以 一显示面板。 电源转换模块将一外部电源转换成一第一及第二操作电压。显示面板，接 收第一及第二操作电压，并包括一栅极驱动器以及一源极驱动器。栅极驱 动器提供一第 一及第二扫描信号。源极驱动器输出 一数据信号或是一参考 信号，并包括一数据单元以及一控制单元。数据单元提供数据信号。控制 单元提供参考信号、切换信号以及时钟信号。像素单元包括， 一第一开关、 一第二开关、 一第一电容、 一第二电容、 一驱动晶体管以及一发光元件。 第一开关具有一第一控制端、 一第一端以及一第二端。第一控制端接收第 一扫描信号。第一端接收第一操作电压。第二开关具有一第二控制端、一 第三端以及一第四端。第二控制端接收第二扫描信号。第四端耦接源极驱 动器。第一电容耦接于第一及第二端之间。第二电容耦接于第二端与第三 端之间。驱动晶体管的栅极耦接第二端，其源极接收第一操作电压。发光 元件耦接驱动晶体管的漏极，并接收第二操作电压。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特
举出优选实施例，并配合附图，作详细说明如下
图1为已知电发光显示器的单一像素单元的示意图。 图2为本发明的电子系统的示意图。 图3a为本发明的显示面板的一可能实施。 图3b为本发明的显示面板的另一实施例。 图4a为本发明的像素单元的示意 。 图4b为图4a的时序控制图。 图5a为本发明的像素单元的另一可能实施例。 图5b为图5a的时序控制图。符号说明100:像素单元；110、130:晶体管；
120、Cl、 C2:电容；140、OLED:发光元件;
200:电子系统；210:电源转换才莫块；
220:显示面板；310:栅极驱动器；
320、320':源^L驱动器；321:数据单元；
322、322':控制单元；440、540:多工器；
P『Pmn、 Pu' Pmn':像素单元；
MD:驱动晶体管；
410、420、 430、 510、 520、 530:开关。
具体实施例方式
图2为本发明的电子系统的示意图。本发明的电子系统200可为个人 数字助理(PDA)、移动电话(cellular phone)、数字相机、电视、全球定位系 统(GPS)、车用显示器、航空用显示器、数字相框(digital photo frame)、笔记 型计算机或是桌上型计算机。如图所示，电子系统200包括电源转换模块 "0以及显示面板220。电源转换模块210将一外部电源Sp職转换成操作 电压PVDD及PVEE。显示面板220接收操作电压PVDD及PVEE,并呈 i见画面。
在一可能实施例中，电源转换模块210可为直流-直流转换器(DC-DC converter),用以转换外部电源Sp豐的电平。在另一可能实施例中，电源转 换模块210可为交流-直流转换器(AC-DC converter),用以将外部电源SPWR 由交流形式转换成直流形式。
图3a为本发明的显示面板的示意图。如图所示，显示面板220包括栅 极驱动器310、源极驱动器320以及像素单元Pu P體。栅极驱动器310通 过栅极线(gate line),提供扫描信号SCAN广SCANn给像素单元P Pmn。源 极驱动器320通过数据线(data line),提供数据信号DATA广DATAm或参考 信号Vref给像素单元Pu P咖。
源极驱动器320可利用同一金属线或是不同金属线，提供数据信号或 参考信号给相同行(垂直方向)的像素单元。在图3a中，源极驱动器320通 过单一的数据线，提供数据信号或参考信号给相同行(垂直方向)的像素单 元。举例而言，源极驱动器320利用数据线SE,传送数据信号DATAi或参考信号Vref给第一行的像素单元(如Pu、 P,2…、Pln)。
此外，图3a显示源极驱动器320的一可能实施例，但并非用以限制本 发明。在本实施例中，源极驱动器320包括数据单元321以及控制单元322。 数据单元321提供数据信号DATA广DATAm。控制单元322提供参考信号 Vref、切换信号SW以及时钟信号CKH广CKHm。通过切换信号SW以及时 钟信号CKH广CKHm的电平变化，源极驱动器320便可提供数据信号 DATA广DATAm或是参考信号Vref给像素单元Pu Pm。。稍后将说明切换信 号SW以及时钟信号CKH广CKHm。
图3b为本发明的显示面板的另一实施例。在本实施例中，源极驱动器 320'通过另一金属线传送参考信号Vref给像素单元。也就是说，源极驱动 器320'分别利用数据线SEi以及参考金属线REH专送数据信号DATAt以及 参考信号Vref给第一行的像素单元(如Pn'、 P12:.、 Pln')。
同样地，图3b所公开的实施例并非用以限制本发明。在本实施例中， 源极驱动器320'包括数据单元321以及控制单元322'。数据单元321提供 数据信号DATA广DATAm。控制单元322'提供参考信号Vref以及时钟信号 CKH广CKHm。通过时钟信号CKH广CKHm的电平变化，源极驱动器320' 便可提供数据信号DATA广DATAm或是参考信号Vref给像素单元Pu~Pmn。 稍后将说明时钟信号CKH广CKEL的工作原理。
图4a为图3a的像素单元及源极驱动器的示意图。由于像素单元Pu Pmn 具有相同的结构，以仅显示像素单元Pn的结构。如图所示，像素单元Pn 包括，开关410、 420、电容Cl、 C2、驱动晶体管MD以及发光元件OLED。 开关410的第一控制端接收扫描信号SCANp其第一端接收操作电压 PVDD。开关420的第二控制端接收扫描信号SCAN2，其第四端(即节点C) 耦接源极驱动器320。电容C1耦接于开关410的第一及第二端之间。电容 C2耦接于开关410的第二端(即节点A)与开关420的第三端(即节点B)之间。 驱动晶体管MD为一P型晶体管，其栅极耦接开关410的第二端，其源极 接收操作电压PVDD。发光元件OLED耦接驱动晶体管MD的漏极，并接 收4乘作电压PVDD。
在本实施例中，开关410为P型晶体管Ml,开关420为N型晶体管 M2。 P型晶体管M1的栅极即为开关410的第一控制端，其源极即为开关 410的第一端，其漏极即为开关410的第二端。N型晶体管M2的栅极即为开关420的第二控制端，其漏极即为开关420的第三端(即节点B)，其源极 即为开关420的第四端(即节点C)。在其它实施例中，开关410及420可分 别为N型及P型晶体管。
另外，源极驱动器320具有多个开关及多工器。每一数据线耦接到相 对应的开关(如430)以及多工器(如440)。为方便说明，第4图仅显示单一 开关及单一多工器。如图所示，源极驱动器320具有开关430以及多工器 440。开关430根据切换信号SW,传送参考信号Vref给开关420的第四端 (即节点C)。多工器440根据时钟信号CKH。传送数据信号DATAi给开关 420的第四端。在本实施例中，开关430由N型晶体管M3所构成，多工 器440由N型晶体管MUX1所构成。
图4b为图4a的时序控制图。请同时参照图4a，在期间T1，扫描信号 SCANi为低电平，故导通开关410。此时，扫描信号SCAN2为高电平，故 可导通开关420。时钟信号CKH!为高电平，故多工器440将数据信号DATAt 传送至开关420的第四端(即节点C)。由于开关410及420被导通，故节点 A可接收到操作电压PVDD,节点B可接收到数据信号DATA"
在期间T2，扫描信号SCANi为高电平，故不导通开关410。此时，扫 描信号SCAN2仍为高电平，故可继续导通开关420。时钟信号CKH,为低 电平，故不导通多工器440。由于切换信号SW为高电平，故可导通开关 430。由于开关420及430被导通，故节点B可接收到参考信号Vref。由于 开关410不导通，故节点A为浮置状态(floating)。根据电容的特性，节点 A的电压VA如下式所示
K =尸7DD - (A4rA - Fre/) x ; 。 ...........................(1)
在期间T3，扫描信号SCAN!仍然维持高电平，故不导通开关410。此
时，扫描信号SCAN2切换为低电平，开关420则不导通。时钟信号CKHi
及切换信号SW均为低电平，故不导通多工器440及开关430。由于不导通
开关410及420,故节点A及节点B均为浮置状态(floating)。此时，流经
驱动晶体管MD的电流I，如下式所示
/ = fex(rsG-l叫)2 .............................................(2)
将式(1)代入式(2),可得
广2
/ = fe x {PPDD -- (A47^i - JTre/) x ;^〗-|叫}2............(3)化简式(3)后，可得
/ ="- PW) x - N"...........................(4)
由式(4)可知，流经驱动晶体管MD的电流I与操作电压PVDD无关。 由于发光元件140根据电流I而发光，因此，当操作电压PVDD发生漂移 时，流经发光元件140的驱动电流I并不会受到影响。
图5a为本发明的像素单元的另一可能实施例。在本实施例中，像素单 元Pu，通过两金属线接收数据信号DATAr以及参考信号Vref。如图所示， 像素单元Pn'具有开关510、 520、 530、电容C1、 C2、驱动晶体管MD以 及发光元件OLED。开关530根据扫描信号SCAN2，传送参考信号Vref给 节点B。在本实施例中，开关520由N型晶体管所构成，开关530由P型 晶体管所构成。在其它实施例中，开关520可由P型晶体管所构成，而开 关530可由N型晶体管所构成。
由于图5a已绘出元件彼此间的连接关系，故不再赘述。另外，在本实 施例中，源极驱动器320'具有多工器540。多工器540根据时钟信号CKHP 传送数据信号DATAt给节点C。
图5b为图5a的时序控制图。请配合图5a，在期间Tl',扫描信号SCANi 为低电平，故导通开关510。扫描信号SCAN2为高电平，故导通开关520, 不导通开关530。时钟信号CKHi为高电平，故多工器540将数据信号DATAt 传送至节点C。由于开关510及520被导通，故节点A接收到操作电压 PVDD,节点B接收到数据信号DATA"
在期间T2'，扫描信号SCANi为高电平，故不导通开关510。扫描信号 SCAN2为低电平，故不导通开关520,却导通开关530。时钟信号CKH!为 低电平，故多工器540停止传送数据信号DATA"由于开关510不被导通， 故节点A为浮置状态。由于导通开关530，故节点B接收到参考信号Vref。 此时，节点A的电压如式(l)所示，而流经驱动晶体管MD的电流I如式(4) 所示。由式(4)可知，流经驱动晶体管MD的电流I与操作电压PVDD无关， 因此，发光元件OLED便不受操作电压PVDD的影响。
虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润 饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种像素单元，耦接一源极驱动器，该像素单元包括一第一开关，具有一第一控制端、一第一端以及一第二端，该第一控制端接收一第一扫描信号，该第一端接收一第一操作电压；一第二开关，具有一第二控制端、一第三端以及一第四端，该第二控制端接收一第二扫描信号，该第四端耦接该源极驱动器；一第一电容，耦接于该第一及第二端之间；一第二电容，耦接于该第二端与该第三端之间；一驱动晶体管，具有一栅极、一源极以及一漏极，该栅极耦接该第二端，该源极接收该第一操作电压；以及一发光元件，耦接该漏极，并接收一第二操作电压。
2. 如权利要求1所述的像素单元，其中当该第一开关为一 P型晶体管 时，该第二开关为一N型晶体管，当该第一开关为一N型晶体管时，该第 二开关为一P型晶体管。
3. 如权利要求1所述的像素单元，其中在一第一期间，该第一扫描信号 导通该第一开关，该第二端接收该第一揭:作电压，该第二扫描信号导通该 第二开关，该源极驱动器提供一数据信号给该第四端，在一第二期间，该 第一扫描信号不导通该第一开关，该第二扫描信号继续导通该第二开关， 该源极驱动器提供一参考信号给该第四端，在一第三期间，该第一扫描信 号不导通该第一开关，该第二扫描信号不导通该第二开关。
4. 如权利要求1所述的像素单元，还包括一第三开关，具有一第四控制 端、 一第五端以及一第六端，该第四控制端耦接该第二控制端，该第五端 耦接该第三端，该第六端接收该源极驱动器，当该第二开关为一N型晶体 管时，该第三开关为一P型晶体管，当该第二开关为一P型晶体管，该第 三开关为一N型晶体管。
5. 如权利要求4所述的像素单元，其中在一第一期间，该第一扫描信号 导通该第一开关，该第二扫描信号导通该第二开关，该第二扫描信号不导 通该第三开关，该源极驱动器提供一数据信号给该第四端，在一第二期间， 该第一扫描信号不导通该第一开关，该第二扫描信号不导通该第二开关， 该第二扫描信号导通该第三开关，该源极驱动器提供一参考信号给该第三端。
6. —种电子系统，包括一电源转换模块，用以将一外部电源转换成一第 一及第二操作电压；以及一显示面板，接收该第一及第二操作电压，并包括 一栅极驱动器，提供一第一及第二扫描信号；以及 一源极驱动器，输出一数据信号或是一参考信号，该源极驱动器包括一数据单元，提供该数据信号；以及一控制单元，提供该参考信号、 一切换信号以及一时钟信号；以及一像素单元，包括一第一开关，具有一第一控制端、 一第一端以及一第二端，该第 一控制端接收该第一扫描信号，该第一端接收该第一操作电压；一第二开关，具有一第二控制端、 一第三端以及一第四端，该第 二控制端接收该第二扫描信号，该第四端耦接该源极驱动器；一第一电容，耦接于该第一及第二端之间；一第二电容，耦接于该第二端与该第三端之间；一驱动晶体管，具有一栅极、 一源极以及一漏极，该栅极耦接该 第二端，该源极接收该第一操作电压；以及一发光元件，耦接该漏极，并接收该第二4喿作电压。
7. 如权利要求6所述的电子系统，其中当该第一开关为一 P型晶体管 时，该第二开关为一N型晶体管，当该第一开关为一N型晶体管，该第二 开关为一P型晶体管。
8. 如权利要求6所述的电子系统，其中该源极驱动器还包括 一第三开关，根据该切换信号，传送该参考信号给该第四端；以及 一多工器，根据该时钟信号，传送该数据信号给该第四端，其中在一第一期间，该第一扫描信号导通该第一开关，该第二扫描信号导通该第二 开关，该多工器传送该数据信号给该第四端，在一第二期间，该第一扫描 信号不导通该第一开关，该第二扫描信号继续导通该第二开关，该第三开 关传送该参考信号给该第四端，在一第三期间，该第一扫描信号不导通该第一开关，该第二扫描信号不导通该第二开关。
9. 如权利要求6所述的电子系统，其中该源极驱动器还包括一多工器， 根据该时钟信号，传送该数据信号给该第四端，该像素单元还包括一第三 开关，根据该第二扫描信号，传送该参考信号给该第四端，当该第二开关 为一N型晶体管时，该第三开关为一P型晶体管，当该第二开关为一P型 晶体管，该第三开关为一N型晶体管，在一第一期间，该第一扫描信号导 通该第一开关，该第二扫描信号导通该第二开关，该第二扫描信号不导通 该第三开关，该多工器传送该数据信号给该第四端，在一第二期间，该第 一扫描信号不导通该第一开关，该第二扫描信号不导通该第二开关，该第 二扫描信号导通该第三开关，该第三开关传送该参考信号给该第三端。
10. 如权利要求6所述的电子系统，其中该电子系统为 一个人数字助理、 一移动电话、 一数字相机、 一电视、 一全球定位系统、 一车用显示器、 一航 空用显示器、 一数字相框、 一笔记型计算机或是一桌上型计算机。
全文摘要
像素单元及具有像素单元的电子系统。该像素单元，耦接一源极驱动器，并包括，一第一开关、一第二开关、一第一电容、一第二电容、一驱动晶体管以及一发光元件。第一开关具有一第一控制端、一第一端以及一第二端。第一控制端接收一第一扫描信号。第一端接收一第一操作电压。第二开关具有一第二控制端、一第三端以及一第四端。第二控制端接收一第二扫描信号。第四端耦接源极驱动器。第一电容耦接于第一及第二端之间。第二电容耦接于第二端与第三端之间。驱动晶体管的栅极耦接第二端，其源极接收第一操作电压。发光元件耦接驱动晶体管的漏极，并接收一第二操作电压。
文档编号G09G3/20GK101673503SQ20081021204
公开日2010年3月17日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者刘炳麟 申请人:统宝光电股份有限公司