像素结构的制作方法

本发明涉及一种像素结构，特别涉及一种具有有机发光二极管的像素结构。

背景技术：

近年来，由于平面显示器的画质已逐渐获得改善，并且具有体积薄、重量轻的优点，故已成为市场主流。一般而言，平面显示器的显示面板具有多个像素。每一像素具有一驱动晶体管以及一发光元件。驱动晶体管根据一图像信号，产生一驱动电流。发光元件根据驱动电流，呈现相对应的亮度。

然而，因工艺的影响，不同像素的驱动晶体管可能具有不同的临界电压(threshold voltage)。因此，当不同的驱动晶体管接收到相同的图像信号时，可能会产生不同的驱动电流，而使得不同的发光元件呈现不同的亮度。另外，当驱动晶体管的操作电压发生漂移时，也会造成不同的发光元件呈现不同的亮度。

技术实现要素：

本发明提供一种像素结构，包括一数据晶体管、一开关晶体管、一驱动晶体管、一补偿晶体管、一点亮晶体管、一有机发光二极管以及一第一电容。数据晶体管根据一扫描信号，将一数据信号传送至一节点。开关晶体管根据一第一点亮信号，提供一第一参考信号予节点。驱动晶体管的源极接收一第一操作电压。补偿晶体管耦接于驱动晶体管的栅极与漏极之间，并接收一控制信号。点亮晶体管接收一第二点亮信号，并耦接驱动晶体管的漏极。有机发光二极管的阳极耦接点亮晶体管，其阴极接收一第二操作电压。第一电容耦接于节点与驱动晶体管的栅极之间。在一重置期间，驱动晶体管的栅极的电压电平于等于一第二参考信号。在一补偿期间，驱动晶体管的栅极的电压电平等于第一操作电压与驱动晶体管的一临界电压的绝对值的总和。在一点亮期间，驱动晶体管的栅极的电压电平等于第二参考信号与数据信号之间的 差值再加上第一操作电压与驱动晶体管的临界电压的绝对值的总和。

本发明还提供一种电子装置，包括一栅极驱动电路、一源极驱动电路以及多个像素。栅极驱动电路提供至少一扫描信号。源极驱动电路提供至少一数据信号。每一像素包括一数据晶体管、一开关晶体管、一驱动晶体管、一补偿晶体管、一点亮晶体管、一有机发光二极管以及一第一电容。数据晶体管根据扫描信号，将数据信号传送至一节点。开关晶体管根据一第一点亮信号，提供一第一参考信号予节点。驱动晶体管的源极接收一第一操作电压。补偿晶体管耦接于驱动晶体管的栅极与漏极之间，并接收一控制信号。点亮晶体管接收一第二点亮信号，并耦接驱动晶体管的漏极。有机发光二极管的阳极耦接点亮晶体管，其阴极接收一第二操作电压。第一电容耦接于节点与驱动晶体管的栅极之间。在一重置期间，驱动晶体管的栅极的电压电平于等于一第二参考信号。在一补偿期间，驱动晶体管的栅极的电压电平等于第一操作电压与驱动晶体管的一临界电压的绝对值的总和。在一点亮期间，驱动晶体管的栅极的电压电平等于第二参考信号与数据信号之间的差值再加上第一操作电压与驱动晶体管的一临界电压的绝对值的总和。

为让本发明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：

附图说明

图1为本发明的电子装置的示意图

图2A、3A、4～6、7A、7B为本发明的像素结构的可能实施例。

图2B及2C为图2A所示的像素P₁₁的控制时序示意图。

图3B为图3A所示的像素P₁₁的控制时序示意图。

具体实施方式

图1为本发明的电子装置的示意图。如图所示，电子装置100包括一栅极驱动电路(gate driver)110、一源极驱动电路(source driver)120以及多个像素P₁₁～P_mn。本发明并不限定电子装置100的种类。在一可能实施例中，电子装置100为一个人数字助理(PDA)、一移动电话(cellular phone)、一数字相机、一电视、一全球定位系统(GPS)、一车用显示器、一航空用显示器、一数字相框(digital photo frame)、一笔记型计算机或是一桌上型计算机。

栅极驱动电路110提供扫描信号S_n1～S_nn。源极驱动电路120提供数据信号S_D1～S_Dm。像素P₁₁～P_mn分别接收一相对应的扫描信号以及一相对应的数据信号。举例而言，像素P₁₁接收扫描信号S_n1与数据信号S_D1。以下以其中一个像素(例如P₁₁)为例，说明其内部架构。

图2A为像素P₁₁的内部结构的一可能实施例。在本实施例中，像素P₁₁包括一开关晶体管T1、一数据晶体管T2、一补偿晶体管T3、一点亮晶体管T4、一驱动晶体管T5、一有机发光二极管OLED以及一电容C₁。开关晶体管T1与数据晶体管T2耦接于数据信号S_D1与参考信号S_REF1之间。在本实施例中，数据晶体管T2根据扫描信号S_n1，将数据信号S_D1传送至节点N。开关晶体管T1根据一点亮信号S_EM2，提供参考信号S_REF1予节点N。在一可能实施例中，参考信号S_REF1等于有机发光二极管OLED的电压V_oled。

驱动晶体管T5、点亮晶体管T4与有机发光二极管OLED耦接于操作电压ELVDD与ELVSS之间。在一可能实施例中，操作电压ELVDD为一正电压电平，而操作电压ELVSS为一负电压电平。如图所示，驱动晶体管T5的源极S接收操作电压ELVDD。点亮晶体管T4的源极耦接驱动晶体管T5的漏极D，其漏极耦接有机发光二极管OLED的阳极，其栅极接收一点亮信号S_EM1。在一可能实施例中，点亮信号S_EM1等于点亮信号S_EM2。有机发光二极管OLED的阴极接收操作电压ELVSS。在其它实施例中，有机发光二极管OLED也可由无机发光二极管所取代。

补偿晶体管T3耦接于驱动晶体管T5的栅极G与漏极D之间，并接收一控制信号S_cn。电容C₁耦接于节点N与驱动晶体管T5的栅极G之间。在本实施例中，晶体管T1～T5均为PMOS晶体管。在一可能实施例中，点亮信号S_EM1、S_EM2、控制信号S_cn、参考信号S_REF1的至少一个由栅极驱动电路110提供，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，参考信号S_REF1由一直流电源器提供。

图2B为图2A所示的像素P₁₁的控制时序示意图。请配合图2A，在一重置期间RP₁，点亮信号S_EM2为高电平，而扫描信号S_n1、控制信号S_cn、点亮信号S_EM1均为低电平，因此，开关晶体管T1不被导通，而数据晶体管T2、补偿晶体管T3、点亮晶体管T4及驱动晶体管T5被导通。在此期间，节点N的电压电平等于数据信号S_D1，驱动晶体管T5的栅极G的电压等于有机发光二极管OLED的电压V_oled。在另一实施例中，请参考图2C，在重置期间RP₂， 扫描信号S_n1为高电平，用以不导通数据晶体管T2。在此例中，节点N的电压电平为一浮动电平。

在一补偿期间CP₁，点亮信号S_EM1与S_EM2均为高电平，而扫描信号S_n1与控制信号S_cn为低电平，用以不导通开关晶体管T1与点亮晶体管T4，而导通数据晶体管T2、补偿晶体管T3及驱动晶体管T5被导通。因此，节点N的电压电平等于数据信号S_D1，而驱动晶体管T5的栅极G的电压电平V-_G等于操作电压ELVDD与驱动晶体管T5的临界电压V_TH的绝对值|V_TH|的总和。换句话说，在此期间，电压电平V_G＝ELVDD+|V_TH|。

在一点亮期间EP₁，扫描信号S_n1与控制信号S_cn为高电平，而点亮信号S_EM1、S_EM2为低电平，用以不导通数据晶体管T2及补偿晶体管T3，而导通开关晶体管T1、点亮晶体管T4及驱动晶体管T5。因此，节点N的电平等于参考信号S_REF1与数据信号S_D1之间的差值(即S_REF1-S_D1)。在此期间，驱动晶体管T5的栅极G的电压电平V_G等于ELVDD+|V_TH|+(S_REF1-S_D1)。在点亮期间，驱动晶体管T5根据栅极G与源极S之间的压差，产生一驱动电流I，用以点亮有机发光二极管OLED。驱动电流I如式(1)所示：

I＝K(V_GS-V_TH)²………………………………(1)

将驱动晶体管T5的栅极G与源极S在点亮期间的电压电平代入式(1)，并简化后可得下式：

I＝K(S_REF1-S_D1)²；

由上式可知，驱动电流I不会受到驱动晶体管T5的临界电压V_TH的影响，也不会受到操作电压ELVDD的影响。

在一可能实施例中，若开关晶体管T1耦接到有机发光二极管OLED的阳极时，在点亮期间，节点N的电平等于有机发光二极管OLED的电压电平V_oled与数据信号S_D1之间的差值(即V_oled-S_D1)，而驱动晶体管T5的栅极G的电压电平V_G等于ELVDD+|V_TH|+(V_oled-S_D1)。将驱动晶体管T5的栅极G的电压电平V_G代入式(1)，化简后可得下式：

I＝K(V_oled-S_D1)²；

由上式可知，驱动电流I不会受到驱动晶体管T5的临界电压V_TH的影响，也不会受到操作电压ELVDD的影响。因此，当开关晶体管T1耦接到有机发光二极管OLED的阳极或是接收参考信号S_REF1时，在点亮期间，驱动电流I均不会受到驱动晶体管T5的临界电压V_TH或是操作电压ELVDD的影响。

在其它实施例中，在点亮期间EP₁，点亮晶体管T4的导通时间点稍微晚于驱动晶体管T5的导通时间点，以避免耦合效应(coupling)。

图3A为本发明的像素P₁₁的另一可能实施例。图3A相似图2A，不同之处在于图3A多了一重置模块310，用以提供参考信号S_REF2予驱动晶体管T5的漏极。在一可能实施例中，参考信号S_REF2小于操作电压ELVSS。另外，在本实施例中，开关晶体管T1的漏极耦接有机发光二极管OLED的阳极，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，开关晶体管T1的漏极接收一参考信号S_REF1。在此例中，参考信号S_REF1大于参考信号S_REF2。在一可能实施例中，参考信号S_REF1与S_REF2由一直流电源器所提供。

重置模块310包括一重置晶体管T6，用以提供一参考信号S_REF2。在本实施例中，重置晶体管T6的控制端SC1接收一重置信号S_RST，其第一端SD1耦接驱动晶体管T5的漏极D，其第二端SD2接收参考信号S_REF2。当重置信号S_RST为低电平时，重置晶体管T6提供参考信号S_REF2给驱动晶体管T5的漏极D。在一可能实施例中，参考信号S_REF2等于有机发光二极管OLED的电压电平V_oled。

图3B为图3A的像素P₁₁的控制时序示意图。请配合图3A，在一重置期间RP₂，点亮信号S_EM1、S_EM2为高电平，而扫描信号S_n1、控制信号S_cn、重置信号S_RST为低电平，因此，开关晶体管T1与点亮晶体管T4不被导通，而数据晶体管T2、补偿晶体管T3、驱动晶体管T5及重置晶体管T6被导通。此时，节点N的电压电平等于数据信号S_D1，并且驱动晶体管T5的栅极G的电压等于参考信号S_REF2。

在一补偿期间CP₂，点亮信号S_EM1、S_EM2与重置信号S_RST为高电平，而扫描信号S_n1以及控制信号S_cn为低电平。因此，开关晶体管T1、点亮晶体管T4及重置晶体管T6不被导通，并且数据晶体管T2、补偿晶体管T3及驱动晶体管T5被导通。在此期间，节点N的电压电平等于数据信号S_D1，并且驱动晶体管T5的栅极G的电压等于操作电压ELVDD与临界电压V_TH的绝对值的总和(即ELVDD+|V_TH|)。

在一点亮期间EP₂，扫描信号S_n1、控制信号S_cn与重置信号S_RST为高电平，而点亮信号S_EM1、S_EM2为低电平，因此，数据晶体管T2、补偿晶体管T3及重置晶体管T6不被导通，并且开关晶体管T1、点亮晶体管T4及驱动晶体管T5被导通。此时，节点N的电压电平等于有机发光二极管OLED的 电压V_oled与数据信号S_D1的差值(即V_oled-S_D1)，并且驱动晶体管T5的栅极G的电压等于操作电压ELVDD与临界电压V_TH的绝对值的总和(即ELVDD+|V_TH|)加上有机发光二极管OLED的电压V_oled与数据信号S_D1的差值，即V_G＝ELVDD+|V_TH|+(V_oled-S_D1)。由于扫描信号S_n1与控制信号S_cn的电平相同，故可利用扫描信号S_n1控制补偿晶体管T3。

图4为本发明的像素的另一可能实施例。图4相似图3A，不同之处在于，图4的重置模块410耦接驱动晶体管T5的栅极G。在本实施例中，开关晶体管T1的漏极接收参考信号S_REF1，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，开关晶体管T1的漏极耦接有机发光二极管OLED的阳极。另外，参考信号S_REF2可能等于有机发光二极管OLED的电压电平V_oled或是小于操作电压ELVSS。由于图4的控制方式与图3A相似，故不再赘述。

图5为本发明的像素结构的另一可能实施例。图5相似图3A，不同之处在于，图5的重置模块510包括重置晶体管T6与T7。重置晶体管T6的控制端SC1接收一重置信号S_RST，其第一端SD1耦接驱动晶体管T5的漏极D，其第二端SD2耦接有机发光二极管OLED的阳极。重置晶体管T7的控制端SC2接收重置信号S_RST，其第三端SD3耦接重置晶体管T6的第二端SD2，其第四端SD4接收参考信号S_REF2。

由于图5的像素结构的控制时序与图3B相同，故不再赘述。在本实施例中，在一重置期间，重置晶体管T6与T7被导通，因此，重置模块510提供参考信号S_REF2予驱动晶体管T5的漏极D与有机发光二极管OLED的阳极。在一可能实施例中，参考信号S_REF1小于操作电压ELVSS。因此，可增加有机发光二极管OLED的寿命。

在补偿及点亮期间，重置晶体管T6与T7均不被导通。另外，在本实施例中，开关晶体管T1的漏极接收参考信号S_REF1，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，开关晶体管T1的漏极耦接有机发光二极管OLED的阳极。

图6为本发明的像素结构的另一可能实施例。图6相似图5，不同之处在于，图6的重置模块610耦接驱动晶体管T5的栅极G。由于重置模块610的动作方式与重置模块510相同，故不再赘述。在本实施例中，开关晶体管T1的漏极接收参考信号S_REF1，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，开关晶体管T1的漏极耦接有机发光二极管OLED的阳极。

图7A及图7B为本发明的像素结构的其它实施例。图7A相似图2A，不 同之处在于，图7A多了电容C₂。如图所示，电容C₂耦接于驱动晶体管T5的栅极G与源极S之间，但并非用以限制本发明。在其它实施例中(如图7B所示)，电容C₂耦接在节点N与驱动晶体管T5的源极S之间。

在图7A与图7B中，开关晶体管T1的漏极接收参考信号S_REF1，但并非用以限制本发明。在另一实施例中，开关晶体管T1的漏极耦接有机发光二极管OLED的阳极。在其它实施例中，图3A、4、5及6所示的重置模块310、410、510及610的任何一个均可应用在图7A与7B中。同样地，图7A或7B所示的电容C₂也可应用在图2A、3A、4～6的像素结构中。

除非另作定义，在此所有词汇(包含技术与科学词汇)均属本发明所属领域技术人员的一般理解。此外，除非明白表示，词汇于一般字典中的定义应解释为与其相关技术领域的文章中意义一致，而不应解释为理想状态或过分正式的语态。

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界定范围为准。