CN103366672A - 发光元件驱动电路及像素电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发光元件驱动电路及像素电路，且其电路架构(5T1C)在搭配适当的操作波形下，可以使得流经有机发光二极管的电流不会随着有机发光二极管的导通电压(Voled_th)经长时间应力的变化而改变，而且也不会随着用以驱动有机发光二极管的薄膜晶体管的临限电压漂移(Vth shift)而有所不同。如此一来，不但可以减缓或补偿有机发光二极管经长时间应力的亮度衰减，而且还可以大大地提升所应用的有机发光二极管显示器的亮度均匀性。

Description

发光元件驱动电路及像素电路

技术领域

本发明是有关于一种平面显示技术，且特别是有关于一种具有自发光特性的发光元件驱动电路及像素电路。

背景技术

由于多媒体社会的急速进步，半导体元件及显示装置的技术也随之具有飞跃性的进步。就显示器而言，由于主动式矩阵有机发光二极管(Active Matrix Organic Light Emitting Diode，AMOLED)显示器具有无视角限制、低制造成本、高应答速度(约为液晶的百倍以上)、省电、自发光、可用于可携式机器的直流驱动、工作温度范围大以及重量轻且可随硬件设备小型化及薄型化等等优点以符合多媒体时代显示器的特性要求。因此，主动式矩阵有机发光二极管显示器具有极大的发展潜力，可望成为下一代的新型平面显示器，从而取代液晶显示器(liquid crystaldisplay，LCD)。

目前主动式矩阵有机发光二极管显示面板主要有两种制作方式，其一是利用低温多晶硅(LTPS)的薄膜晶体管(TFT)工艺技术来制作，而另一则是利用非晶硅(α-Si)的薄膜晶体管(TFT)工艺技术来制作。其中，由于低温多晶硅的薄膜晶体管工艺技术需要比较多道的掩模制造工艺而导致成本上升。因此，目前低温多晶硅的薄膜晶体管工艺技术主要应用在中小尺寸的面板上，而非晶硅的薄膜晶体管工艺技术则主要应用在大尺寸的面板上。

一般来说，采用低温多晶硅的薄膜晶体管工艺技术所制作出来的主动式矩阵有机发光二极管显示面板，其像素电路中的薄膜晶体管的型态可以为P型或N型，但无论是选择P型还是N型薄膜晶体管来实现有机发光二极管像素电路，流经有机发光二极管的电流不仅会随着有机发光二极管的导通电压(Voled_th)经长时间应力(long time stress)的变化而改变，而且还会随着用以驱动有机发光二极管的薄膜晶体管的临限电压漂移(Vth shft)而有所不同。如此一来，将会连带影响到有机发光二极管显示器的亮度均匀性(brightness uniformity)与亮度恒定性(brightness constancy)。

发明内容

有鉴于此，为有效地解决/改善现有技术所述及的问题(即，提升有机发光二极管显示器的亮度均匀性与亮度恒定性)，本发明的一示范性实施例提供一种发光元件驱动电路，其包括：驱动单元与数据储存单元。驱动单元耦接在一预设电位与发光元件(例如：有机发光二极管，但并不限制于此)之间，且包含驱动晶体管，用以在一发光阶段控制流经发光元件的一驱动电流。数据储存单元包含直接耦接至传导所述驱动电流的传导路径的储存电容，用以在一数据写入阶段，通过储存电容以对一数据电压、关联于驱动晶体管的临界电压以及关联于发光元件的导通电压进行储存。在所述发光阶段，驱动单元反应于储存电容的跨压而产生流经发光元件的所述驱动电流，且所述驱动电流不受驱动晶体管的临界电压以及发光元件的导通电压的影响。

在本发明的一示范性实施例中，在所述预设电位为一接地电位的条件下，驱动单元还包括：发光控制晶体管，其栅极用以接收一发光信号，其源极耦接至所述接地电位，而其漏极则耦接驱动晶体管的源极与储存电容的第一端。另外，驱动晶体管的漏极耦接有机发光二极管的阴极，而有机发光二极管的阳极则耦接至一电源电压。

在本发明的一示范性实施例中，在所述预设电位为所述接地电位的条件下，数据储存单元可以还包括：写入晶体管、采集晶体管，以及转换晶体管。写入晶体管的栅极用以接收一扫描信号，写入晶体管的漏极用以接收所述数据电压，而写入晶体管的源极则耦接储存电容的第二端。采集晶体管的栅极用以接收所述扫描信号，采集晶体管的源极耦接驱动晶体管的栅极，而采集晶体管的漏极则耦接驱动晶体管的漏极与有机发光二极管的阴极。转换晶体管的栅极用以接收所述发光信号，转换晶体管的源极耦接驱动晶体管的栅极与采集晶体管的源极，而转换晶体管的漏极则耦接写入晶体管的源极与储存电容的第二端。

在本发明的一示范性实施例中，在所述预设电位为所述接地电位的条件下，有机发光二极管驱动电路会先后进入所述数据写入阶段与所述发光阶段。

在本发明的一示范性实施例中，在所述预设电位为所述接地电位的条件下，驱动晶体管、发光控制晶体管、写入晶体管、采集晶体管，以及转换晶体管皆为N型晶体管。

在本发明的一示范性实施例中，在所述预设电位为所述接地电位的条件下，在所述数据写入阶段，仅所述扫描信号致能；以及在所述发光阶段，仅所述发光信号致能。

在本发明的一示范性实施例中，在所述预设电位为一电源电压的条件下，驱动单元还包括：发光控制晶体管，其栅极用以接收一发光信号，其源极耦接至所述电源电压，而其漏极则耦接驱动晶体管的源极与储存电容的第一端。另外，驱动晶体管的漏极耦接有机发光二极管的阳极，而有机发光二极管的阴极则耦接至一接地电位。

在本发明的一示范性实施例中，在所述预设电位为所述电源电压的条件下，数据储存单元可以还包括：写入晶体管、采集晶体管，以及转换晶体管。写入晶体管的栅极用以接收一扫描信号，写入晶体管的源极用以接收所述数据电压，而写入晶体管的漏极则耦接储存电容的第二端。采集晶体管的栅极用以接收所述扫描信号，采集晶体管的漏极耦接驱动晶体管的栅极，而采集晶体管的源极则耦接驱动晶体管的漏极与有机发光二极管的阳极。转换晶体管的栅极用以接收所述发光信号，转换晶体管的漏极耦接驱动晶体管的栅极与采集晶体管的源极，而转换晶体管的源极则耦接写入晶体管的漏极与储存电容的第二端。

在本发明的一示范性实施例中，在所述预设电位为所述电源电压的条件下，储存电容会反应于所述电源电压与所述数据电压而在一重置阶段进行重置。

在本发明的一示范性实施例中，在所述预设电位为所述电源电压的条件下，有机发光二极管驱动电路会先后进入所述重置阶段、所述数据写入阶段，以及所述发光阶段。

在本发明的一示范性实施例中，在所述预设电位为所述电源电压的条件下，驱动晶体管、发光控制晶体管、写入晶体管、采集晶体管，以及转换晶体管皆为P型晶体管。

在本发明的一示范性实施例中，在所述预设电位为所述电源电压的条件下，在所述重置阶段，所述扫描信号与所述发光信号同时致能；在所述数据写入阶段，仅所述扫描信号致能；以及在所述发光阶段，仅所述发光信号致能。

在上述本发明的一示范性实施例中，所述电源电压可以为一固定电源电压。

在上述本发明的另一示范性实施例中，所述电源电压可以为一可变电源电压。在此条件下，所述电源电压仅在所述数据写入阶段(在所述预设电位为所述接地电位的条件下)或所述重置阶段(在所述预设电位为所述电源电压的条件下)从一高电平电压改变至一设定电压。其中，所述设定电压低于所述高电平电压，且所述设定电压可以根据驱动晶体管的临界电压与有机发光二极管的导通电压而决定。

在上述本发明的一示范性实施例中，所提供的发光元件驱动电路可以为有机发光二极管驱动电路。

本发明的另一示范性实施例提供一种包括上述发光元件驱动电路的像素电路，具体地，所述像素电路包括发光元件，驱动单元，数据储存单元。发光元件用以在一发光阶段，反应于一驱动电流而发光；驱动单元耦接在一预设电位与该发光元件之间，且包含一驱动晶体管，用以在该发光阶段控制流经该发光元件的该驱动电流；数据储存单元，包含直接耦接至传导该驱动电流的一传导路径的一储存电容，用以在一数据写入阶段，通过该储存电容以对一数据电压、关联于该驱动晶体管的一临界电压以及关联于该发光元件的一导通电压进行储存，其中，在该发光阶段，该驱动单元反应于该储存电容的跨压而产生流经该发光元件的该驱动电流，且该驱动电流不受该驱动晶体管的该临界电压以及该发光元件的该导通电压的影响。

基于上述，本发明提供一种发光元件驱动电路及像素电路，且其电路架构(5T1C)在搭配适当的操作波形下，可以使得流经有机发光二极管的电流不会随着有机发光二极管的导通电压(Voled_th)经长时间应力的变化而改变，而且也不会随着用以驱动有机发光二极管的薄膜晶体管的临限电压漂移(Vth shift)而有所不同。如此一来，不但可以减缓或补偿有机发光二极管经长时间应力的亮度衰减，而且还可以大大地提升所应用的有机发光二极管显示器的亮度均匀性。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为例示性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的所示附图是本发明说明书的一部分，绘示了本发明的示例实施例，所示附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。

图1绘示为本发明一示范性实施例的像素电路的示意图；

图2绘示为图1的像素电路的电路图；

图3绘示为图1的像素电路的操作波形图；

图4A与图4B分别绘示为图1的像素电路的操作示意图；

图5绘示为图1的像素电路的另一操作波形图；

图6绘示为本发明另一示范性实施例的像素电路的示意图；

图7绘示为图6的像素电路的电路图；

图8绘示为图6的像素电路的操作波形图；

图9A～图9C分别绘示为图6的像素电路的操作示意图；

图10绘示为图6的像素电路的另一操作波形图。

附图标记说明：

10、60：像素电路；

101、601：有机发光二极管；

103、603：发光元件驱动电路；

105、605：驱动单元；

107、607：数据储存单元；

T1、T1’：驱动晶体管；

T2、T2’：发光控制晶体管；

T3、T3’：写入晶体管；

T4、T4’：采集晶体管；

T5、T5’：转换晶体管；

Cst：储存电容；

B1、C1、B2：C2：节点；

I_OLED：驱动电流；

V_IN：数据电压；

Vdd：电源电压；

Vh：高电平电压；

Vp：设定电压；

Sn：扫描信号；

Em：发光信号；

P1：数据写入阶段；

P2：发光阶段；

PR：重置阶段。

具体实施方式

现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。

图1绘示为本发明一示范性实施例的像素电路的示意图，而图2绘示为图1的像素电路的电路图。请参照图1与图2，本示范性实施例的像素电路10包括发光元件(例如：有机发光二极管101(Organic LightEmitting Diode，OLED)，但并不限制于此，故此像素电路10可视为有机发光二极管像素电路)与发光元件驱动电路(light-emitting componentdriving circuit)103。其中，发光元件驱动电路103包括驱动单元(drivingunit)105与数据储存单元(data storage unit)107。

在本示范性实施例中，驱动单元105耦接在一个预设电位(例如：接地电位(ground potential))与有机发光二极管101之间，且包含驱动晶体管(driving transistor)T1，用以在发光阶段(emission phase)，控制流经有机发光二极管101的驱动电流(driving current)I_OLED。

数据储存单元107包含直接耦接至传导驱动电流I_OLED的传导路径的储存电容(storage capacitor)Cst，用以在数据写入阶段(data-writingphase)，通过储存电容Cst以对数据电压(data voltage)V_IN、关联于驱动晶体管T1的临界电压(threshold voltage，Vth(T1))以及关联于有机发光二极管101的导通电压(Voled_th)进行储存。

在本示范性实施例中，驱动单元105是在发光阶段，反应于储存电容Cst的跨压而产生流经有机发光二极管101的驱动电流I_OLED，且此驱动电流I_OLED不受驱动晶体管T1的临界电压(Vth(T1))以及有机发光二极管101的导通电压(Voled_th)的影响。换言之，驱动电流I_OLED与有机发光二极管101的导通电压(Voled_th)以及驱动晶体管T1的临界电压(Vth(T1))无关。

除此之外，驱动单元105还包括发光控制晶体管(emission controltransistor)T2；另外，数据储存单元107还包括写入晶体管(writingtransistor)T3、采集晶体管(collection transistor)T4，以及转换晶体管(transformation transistor)T5。

在本示范性实施例中，驱动晶体管T1、发光控制晶体管T2、写入晶体管T3、采集晶体管T4，以及转换晶体管T5皆可以为N型晶体管，例如N型薄膜晶体管(thin-film-transistor，TFT)。而且，应用在(有机发光二极管)像素电路10中的有机发光二极管显示面板(OLED displaypanel)可以利用低温多晶硅(LTPS)的薄膜晶体管(TFT)工艺技术制作而成，但并不限制于此。

另外，在(有机发光二极管)像素电路10的电路结构上，有机发光二极管101的阳极(anode)耦接至电源电压Vdd，而有机发光二极管101的阴极(cathode)则耦接驱动晶体管T1的漏极(drain)。发光控制晶体管T2的栅极(gate)用以接收发光信号(emission signal)Em，发光控制晶体管T2的源极(source)耦接至接地电位，而发光控制晶体管T2的漏极则耦接驱动晶体管T1的源极与储存电容Cst的第一端。

写入晶体管T3的栅极用以接收扫描信号(scan signal)Sn，写入晶体管T3的漏极用以接收数据电压V_IN(在此假设V_IN＝Vdd+Vdata-Voled_in，其中Voled_in为有机发光二极管101未经过长时间应力的初始导通电压)，而写入晶体管T3的源极则耦接储存电容Cst的第二端。采集晶体管T4的栅极用以接收扫描信号Sn，采集晶体管T4的源极耦接驱动晶体管T1的栅极，而采集晶体管T4的漏极则耦接驱动晶体管T1的漏极与有机发光二极管101的阴极。转换晶体管T5的栅极用以接收发光信号Em，转换晶体管T5的源极耦接驱动晶体管T 1的栅极与采集晶体管T4的源极，而转换晶体管T5的漏极则耦接写入晶体管T3的源极与储存电容Cst的第二端。

再者，在(有机发光二极管)像素电路10的工作过程中，发光元件驱动电路103(即，有机发光二极管驱动电路)会先后进入数据写入阶段与发光阶段，例如图3绘示为图1的像素电路的操作波形图，其中所示的数据写入阶段P1与发光阶段P2。从图3可以清楚地看出，在数据写入阶段P1，仅有扫描信号Sn会致能。另外，在发光阶段P2，仅有发光信号Em会致能。

在此值得解释的是，由于(有机发光二极管)像素电路10中的驱动晶体管T1、发光控制晶体管T2、写入晶体管T3、采集晶体管T4，以及转换晶体管T5的型态皆为N型，故而可知的是，驱动晶体管T1、发光控制晶体管T2、写入晶体管T3、采集晶体管T4，以及转换晶体管T5为高电平致能(high active)。由此，先前针对扫描信号Sn与发光信号Em会致能的表述，即表示扫描信号Sn与发光信号Em处于高电平。

图4A与图4B分别绘示为图1的像素电路的操作示意图。首先，在数据写入阶段P1时，由于仅有扫描信号Sn致能。所以如图4A所示，写入晶体管T3与采集晶体管T4会被导通(turned-on，未被打X)，而发光控制晶体管T2与转换晶体管T5会被关闭(turned-off，打X处)。基此，驱动晶体管T1将反应于采集晶体管T4的导通而形成二极管连接(diode-connection)，从而对储存电容Cst进行充电，直至节点C1的电压变为Vdd-Voled_th-Vth(T1)为止。另外，反应于写入晶体管T3的导通，节点B1的电压即为Vdd+Vdata-Voled_in。

在本示范性实施例中，在数据写入阶段P1时，由于有机发光二极管101两端的电压并不会大于其导通电压(Voled_th)，而且节点B1的电压又大于节点C1的电压，故而有机发光二极管101将不会被点亮(其是因无完整的电流回路)。另一方面，在数据写入阶段P1时，储存电容Cst的两端电压可以表示为：

Vdata+Voled_th-Voled_in+Vth(T1)。

而且，可以进一步可简化为Vdata+ΔVoled+Vth(T1)。其中，ΔVoled＝Voled_th-Voled_in。

由此可知，在数据写入阶段P1时，可以通过储存电容Cst而同时完成数据电压V_IN、关联于驱动晶体管T1的临界电压(Vth(T1))以及关联于有机发光二极管101的跨压变化量(ΔVoled)的储存。

紧接着，在发光阶段P2时，由于仅有发光信号Em致能，所以如图4B所示，写入晶体管T3与采集晶体管T4会被关闭(turned-off，打X处)，而发光控制晶体管T2与转换晶体管T5会被导通(turned-on，未被打X)。基此，驱动晶体管T1将产生不受有机发光二极管101的导通电压(Voled_th)以及驱动晶体管T1的临界电压(Vth(T1))影响的驱动电流I_OLED。

更清楚来说，反应于储存电容Cst的电容耦合效应，驱动晶体管T1的栅源极电压(Vgs)将会等于Vdata+ΔVoled+Vth(T1)。如此一来，在发光阶段P2，驱动晶体管T1所产生的驱动电流I_OLED可以表示为如下方程式1：

$I_{\mathrm{OLED}}=\frac{1}{2}K\×{(\mathrm{Vgs}-V_{\mathrm{th}}\left(T1\right))}^2---\underset{\‾}{1},$

其中，K为关联于驱动晶体管T1的电流常数。

另外，由于驱动晶体管T1的栅源极电压(Vgs)为已知的，亦即：Vgs＝Vdata+ΔVoled+Vth(T1)。

因此，若将已知的驱动晶体管T1的栅源极电压(Vgs)带入方程式1的话，亦即如下方程式2：

$I_{\mathrm{OLED}}=\frac{1}{2}K\×{[\mathrm{Vdata}+\mathrm{\ΔVoled}+V_{\mathrm{th}}\left(T1\right)-V_{\mathrm{th}}\left(T1\right)]}^2---\underset{\‾}{2},$

则方程式2可以进一步地简化为如下方程式3：

$I_{\mathrm{OLED}}=\frac{1}{2}K\×{(\mathrm{Vdata}+\mathrm{\ΔVoled})}^2---\underset{\‾}{3}.$

在此，由方程式3可看出，在发光阶段P2，流经有机发光二极管101的驱动电流I_OLED与驱动晶体管T1的临界电压(Vth(T1))并不相关。另外，在方程式3又可看出，决定流经有机发光二极管101的驱动电流I_OLED额外多出了一个参数ΔVoled，而这个额外多出的参数ΔVoled可以补偿/减缓有机发光二极管101经长时间应力所造成的亮度衰减的现象。如此一来，将可使得流经有机发光二极管101的驱动电流I_OLED不会随着有机发光二极管101的导通电压(Voled_th)经长时间应力的变化而改变。

另一方面，有别于图3绘示为图1的像素电路的操作波形图，图5绘示为图1的像素电路的另一操作波形图。其中，图3所示的(有机发光二极管)像素电路10的操作波形图是架构在电源电压Vdd为一个固定的电源电压，亦即：电源电压Vdd持续保持在高电平电压Vh。

然而，图5所示的(有机发光二极管)像素电路10的操作波形图是架构在电源电压Vdd为一个可变的电源电压，而且电源电压Vdd仅会在数据写入阶段P1从高电平电压Vh改变至某一设定电压Vp。其中，设定电压Vp低于高电平电压Vh，且此设定电压Vp可以根据驱动晶体管T1的临界电压(Vth(T1))与有机发光二极管101的导通电压(Voled_th)而决定。换言之，设定电压Vp可以为一个刚好能够导通有机发光二极管101与驱动晶体管T1的电压，例如：Voled_th+Vth(T1)，但并不限制于此。

图3与图5所示的(有机发光二极管)像素电路10的操作波形图的相异之处仅在于：基于图5的电源电压Vdd会在数据写入阶段P1从高电平电压Vh改变至设定电压Vp的缘故，故而节点C1的电压会改变(降低)为Vp-Voled_th-Vth(T1)，而节点B1的电压会改变(降低)为Vp+Vdata-Voled_in。然而，图5所示的(有机发光二极管)像素电路10的操作波形图，仍可使得流经有机发光二极管101的驱动电流I_OLED与驱动晶体管T1的临界电压(Vth(T1))不相关，同时还可补偿/减缓有机发光二极管101经长时间应力所造成的亮度衰减的现象。

另一方面，根据与图1以及图2相似的结构(即，互补性电路结构)，图6绘示为本发明另一示范性实施例的像素电路的示意图，而图7绘示为图6的像素电路的电路图。请参照图6与图7，本示范性实施例的像素电路60包括发光元件(例如：有机发光二极管(OLED)601，但并不限制于此，故此像素电路60可视为有机发光二极管像素电路)与发光元件驱动电路603。其中，发光元件驱动电路603包括驱动单元605与数据储存单元607。

在本示范性实施例中，驱动单元605耦接在一个预设电位(例如：电源电压(power voltage)Vdd)与有机发光二极管601之间，且包含驱动晶体管(driving transistor)T1’，用以在发光阶段，控制流经有机发光二极管601的驱动电流I_OLED。另外，数据储存单元607包含直接耦接至传导驱动电流I_OLED的传导路径的储存电容Cst，用以在数据写入阶段，通过储存电容Cst以对数据电压V_IN、关联于驱动晶体管T1’的临界电压(Vth(T1’))以及关联于有机发光二极管601的导通电压(Voled_th)进行储存。

在本示范性实施例中，驱动单元605是在发光阶段，反应于储存电容Cst的跨压而产生流经有机发光二极管601的驱动电流I_OLED，且此驱动电流I_OLED不受驱动晶体管T1’的临界电压(Vth(T1’))以及有机发光二极管601的导通电压(Voled_th)的影响。换言之，驱动电流I_OLED与有机发光二极管601的导通电压(Voled_th)以及驱动晶体管T1’的临界电压(Vth(T1’))无关。

除此之外，驱动单元605还包括发光控制晶体管T2’；另外，数据储存单元607还包括写入晶体管T3’、采集晶体管T4’，以及转换晶体管T5’。在本示范性实施例中，驱动晶体管T1’、发光控制晶体管T2’、写入晶体管T3’、采集晶体管T4’，以及转换晶体管T5’皆可以为P型晶体管，例如P型薄膜晶体管(TFT)。而且，应用在(有机发光二极管)像素电路60中的有机发光二极管显示面板(OLED display panel)可以利用低温多晶硅(LTPS)的薄膜晶体管(TFT)工艺技术制作而成，但并不限制于此。

另外，在(有机发光二极管)像素电路60的电路结构上，有机发光二极管601的阴极耦接至接地电位，而有机发光二极管101的阳极则耦接驱动晶体管T1’的漏极。发光控制晶体管T2’的栅极用以接收发光信号Em，发光控制晶体管T2’的源极耦接至电源电压Vdd，而发光控制晶体管T2’的漏极则耦接驱动晶体管T1’的源极与储存电容Cst的第一端。

写入晶体管T3’的栅极用以接收扫描信号Sn，写入晶体管T3’的源极用以接收数据电压V_IN(在此假设V_IN＝Voled_in-Vdata，其中Voled_in为有机发光二极管601未经过长时间应力的初始导通电压)，而写入晶体管T3’的漏极则耦接储存电容Cst的第二端。采集晶体管T4’的栅极用以接收扫描信号Sn，采集晶体管T4’的漏极耦接驱动晶体管T1’的栅极，而采集晶体管T4’的源极则耦接驱动晶体管T1’的漏极与有机发光二极管601的阳极。转换晶体管T5’的栅极用以接收发光信号Em，转换晶体管T5’的漏极耦接驱动晶体管T1’的栅极与采集晶体管T4’的漏极，而转换晶体管T5’的源极则耦接写入晶体管T3’的漏极与储存电容Cst的第二端。

再者，在(有机发光二极管)像素电路60的工作过程中，发光元件驱动电路603(即，有机发光二极管驱动电路)会先后进入重置阶段(reset phase)、数据写入阶段与发光阶段，例如图8绘示为图6的像素电路的操作波形图，其中所示的重置阶段PR、数据写入阶段P1与发光阶段P2。从图8可以清楚地看出，在重置阶段PR，扫描信号Sn与发光信号Em同时会致能。在数据写入阶段P1，仅有扫描信号Sn会致能。另外，在发光阶段P2，仅有发光信号Em会致能。

在此值得解释的是，由于(有机发光二极管)像素电路60中的驱动晶体管T1’、发光控制晶体管T2’、写入晶体管T3’、采集晶体管T4’，以及转换晶体管T5’的型态皆为P型，故而可知的是，驱动晶体管T1’、发光控制晶体管T2’、写入晶体管T3’、采集晶体管T4’，以及转换晶体管T5’为低电平致能(low active)。由此，先前针对扫描信号Sn与发光信号Em会致能的表述，即表示扫描信号Sn与发光信号Em处于低电平。

图9A～图9C分别绘示为图6的像素电路的操作示意图。首先，在重置阶段PR时，由于扫描信号Sn与发光信号Em同时为致能。所以如图9A所示，发光控制晶体管T2’、写入晶体管T3’、采集晶体管T4’以及转换晶体管T5’皆会被导通(turned-on，未打X处)。基此，储存电容Cst将反应于电源电压Vdd与数据电压V_IN而在重置阶段PR进行重置。更清楚来说，反应于发光控制晶体管T2’的导通，节点C2的电压实质上为(或被预充至)电源电压Vdd；另外，反应于写入晶体管T3’的导通，节点B2的电压实质上为(或被预充至)V_IN(即，Voled_in-Vdata)。

紧接着，在数据写入阶段P1时，由于仅有扫描信号Sn致能，所以如图9B所示，写入晶体管T3’与采集晶体管T4’会被导通(turned-on，未被打X)，而发光控制晶体管T2’与转换晶体管T5’会被关闭(turned-off，打X处)。基此，驱动晶体管T1’将反应于采集晶体管T4’的导通而形成二极管连接，以至于储存电容Cst会通过驱动晶体管T1’与有机发光二极管601而进行放电，直至驱动晶体管T1’关闭且节点C2的电压变为Voled_th+Vth(T1’)为止。另外，反应于写入晶体管T3’的导通，节点B2的电压即为Voled_in-Vdata。

在本示范性实施例中，在数据写入阶段P1时，储存电容Cst的两端电压可以表示为：

Voled_in-Vdata-Voled_th-Vth(T1’)。

而且，可以进一步可简化为-Vdata-ΔVoled-Vth(T1’)。其中，ΔVoled＝Voled_th-Voled_in。

由此可知，在数据写入阶段P1时，可以通过储存电容Cst而同时完成数据电压V_IN、关联于驱动晶体管T1’的临界电压(Vth(T1’))以及关联于有机发光二极管601的跨压变化量(ΔVoled)的储存。

最后，在发光阶段P2时，由于仅有发光信号Em致能，所以如图9C所示，写入晶体管T3’与采集晶体管T4’会被关闭(turned-off，打X处)，而发光控制晶体管T2’与转换晶体管T5’会被导通(turned-on，未被打X)。基此，驱动晶体管T1’将产生不受有机发光二极管601的导通电压(Voled_th)以及驱动晶体管T1’的临界电压(Vth(T1’))影响的驱动电流I_OLED。

更清楚来说，反应于储存电容Cst的电容耦合效应，驱动晶体管T1’的栅源极电压(Vgs)将会等于-Vdata-ΔVoled-Vth(T1’)。如此一来，在发光阶段P2，驱动晶体管T1’所产生的驱动电流I_OLED可以表示为如下方程式4：

$I_{\mathrm{OLED}}=\frac{1}{2}K\×{(\mathrm{Vgs}-V_{\mathrm{th}}\left({T1}^{\′}\right))}^2---\underset{\‾}{4},$

其中，K为关联于驱动晶体管T1’的电流常数。

另外，由于驱动晶体管T1’的栅源极电压(Vgs)为已知的，亦即：Vgs＝-Vdata-ΔVoled-Vth(T1’)。

因此，若将已知的驱动晶体管T1’的栅源极电压(Vgs)带入方程式4的话，亦即如下方程式5：

$I_{\mathrm{OLED}}=\frac{1}{2}K\×{[-\mathrm{Vdata}-\mathrm{\ΔVoled}-V_{\mathrm{th}}\left({T1}^{\′}\right)+V_{\mathrm{th}}\left({T1}^{\′}\right)]}^2---\underset{\‾}{5},$

则方程式5可以进一步地简化为如下方程式6：

$I_{\mathrm{OLED}}=\frac{1}{2}K\×{(-\mathrm{Vdata}-\mathrm{\ΔVoled})}^2---\underset{\‾}{6}.$

在此，由方程式6可看出，在发光阶段P2，流经有机发光二极管601的驱动电流I_OLED与驱动晶体管T1’的临界电压(Vth(T1’))并不相关。另外，在方程式6又可看出，决定流经有机发光二极管601的驱动电流I_OLED额外多出了一个参数ΔVoled，而这个额外多出的参数ΔVoled可以补偿/减缓有机发光二极管601经长时间应力所造成的亮度衰减的现象。如此一来，将可使得流经有机发光二极管601的驱动电流I_OLED不会随着有机发光二极管601的导通电压(Voled_th)经长时间应力的变化而改变。

相似地，有别于图8所示的(有机发光二极管)像素电路60的操作波形图，图10绘示为图6的像素电路的另一操作波形图。其中，图8所示的(有机发光二极管)像素电路60的操作波形图是架构在电源电压Vdd为一个固定的电源电压，亦即：电源电压Vdd持续保持在高电平电压Vh。

然而，图10所示的(有机发光二极管)像素电路60的操作波形图是架构在电源电压Vdd为一个可变的电源电压，而且电源电压Vdd仅会在重置阶段PR从高电平电压Vh改变至某一设定电压Vp。换言之，除了在重置阶段PR以外，电源电压Vdd皆保持在高电平电压Vh，亦即：电源电压Vdd会在重置阶段PR之后的数据写入阶段P1从设定电压Vp改变回高电平电压Vh。其中，设定电压Vp低于高电平电压Vh，且此设定电压Vp可以根据驱动晶体管T1’的临界电压(Vth(T1’))与有机发光二极管601的导通电压(Voled_th)而决定。换言之，设定电压Vp可以为一个刚好能够导通有机发光二极管601与驱动晶体管T1’的电压，例如：Voled_th+Vth(T1’)，但并不限制于此。

图8与图10所示的(有机发光二极管)像素电路60的操作波形图的相异之处仅在于：基于图10的电源电压Vdd会在重置阶段PR从高电平电压Vh改变至设定电压Vp的缘故，故而节点C2的电压会改变(降低)为Vp，而节点B2的电压还是保持Voled_in-Vdata。然而，图10所示的(有机发光二极管)像素电路60的操作波形图，仍可使得流经有机发光二极管601的驱动电流I_OLED与驱动晶体管T1’的临界电压(Vth(T1’))不相关，同时还可补偿/减缓有机发光二极管601经长时间应力所造成的亮度衰减的现象。

据此可知，上述示范性实施例所公开的(有机发光二极管)像素电路10/60的电路架构为5T1C(亦即5个薄膜晶体管+1个电容)，且若搭配适当的操作波形(如[图3，图5]/[图8，图10]所示)，即可使得流经有机发光二极管101/601的电流(I_OLED)不会随着有机发光二极管的导通电压(Voled_th)经长时间应力的变化而改变，而且也不会随着用以驱动有机发光二极管101/601的薄膜晶体管T1/T1’的临限电压漂移(Vth shift)而有所不同。如此一来，不但可以减缓或补偿有机发光二极管101/601经长时间应力的亮度衰减(brightness decay)，而且还可以大大地提升所应用的有机发光二极管显示器的亮度均匀性(brightnessuniformity)。除此之外，任何应用在上述示范性实施例的(有机发光二极管)像素电路10/60中的有机发光二极管显示面板及其有机发光二极管显示器，都属于本发明所欲请求保护的范畴。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种发光元件驱动电路，包括：

一驱动单元，耦接在一预设电位与一发光元件之间，且包含一驱动晶体管，用以在一发光阶段控制流经该发光元件的一驱动电流；以及

一数据储存单元，包含直接耦接至传导该驱动电流的一传导路径的一储存电容，用以在一数据写入阶段，通过该储存电容以对一数据电压、关联于该驱动晶体管的一临界电压以及关联于该发光元件的一导通电压进行储存，

其中，在该发光阶段，该驱动单元反应于该储存电容的跨压而产生流经该发光元件的该驱动电流，且该驱动电流不受该驱动晶体管的该临界电压以及该发光元件的该导通电压的影响。

2.根据权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中该预设电位为一接地电位，且该发光元件为一有机发光二极管，而该驱动单元还包括：

一发光控制晶体管，其栅极用以接收一发光信号，其源极耦接至该接地电位，而其漏极则耦接该驱动晶体管的源极与该储存电容的第一端，

其中，该驱动晶体管的漏极耦接该有机发光二极管的阴极，而该有机发光二极管的阳极则耦接至一电源电压。

3.根据权利要求2所述的发光元件驱动电路，其中该数据储存单元还包括：

一写入晶体管，其栅极用以接收一扫描信号，其漏极用以接收该数据电压，而其源极则耦接该储存电容的第二端；

一采集晶体管，其栅极用以接收该扫描信号，其源极耦接该驱动晶体管的栅极，而其漏极则耦接该驱动晶体管的漏极与该有机发光二极管的阴极；以及

一转换晶体管，其栅极用以接收该发光信号，其源极耦接该驱动晶体管的栅极与该采集晶体管的源极，而其漏极则耦接该写入晶体管的源极与该储存电容的第二端，

其中，该发光元件驱动电路为一有机发光二极管驱动电路。

4.根据权利要求3所述的发光元件驱动电路，其中

该有机发光二极管驱动电路先后进入该数据写入阶段与该发光阶段；

该驱动晶体管、该发光控制晶体管、该写入晶体管、该采集晶体管，以及该转换晶体管皆为N型晶体管；

在该数据写入阶段，仅该扫描信号致能；以及

在该发光阶段，仅该发光信号致能。

5.根据权利要求4所述的发光元件驱动电路，其中该电源电压为一固定电源电压。

6.根据权利要求4所述的发光元件驱动电路，其中该电源电压为一可变电源电压。

7.根据权利要求6所述的发光元件驱动电路，其中

该电源电压仅在该数据写入阶段从一高电平电压改变至一设定电压，且该设定电压低于该高电平电压；以及

该设定电压根据该驱动晶体管的该临界电压与该有机发光二极管的该导通电压而决定。

8.根据权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中该预设电位为一电源电压，且该发光元件为一有机发光二极管，而该驱动单元还包括：

一发光控制晶体管，其栅极用以接收一发光信号，其源极耦接至该电源电压，而其漏极则耦接该驱动晶体管的源极与该储存电容的第一端，

其中，该驱动晶体管的漏极耦接该有机发光二极管的阳极，而该有机发光二极管的阴极则耦接至一接地电位。

9.根据权利要求8所述的发光元件驱动电路，其中该数据储存单元还包括：

一写入晶体管，其栅极用以接收一扫描信号，其源极用以接收该数据电压，而其漏极则耦接该储存电容的第二端；

一采集晶体管，其栅极用以接收该扫描信号，其漏极耦接该驱动晶体管的栅极，而其源极则耦接该驱动晶体管的漏极与该有机发光二极管的阳极；以及

一转换晶体管，其栅极用以接收该发光信号，其漏极耦接该驱动晶体管的栅极与该采集晶体管的漏极，而其源极则耦接该写入晶体管的漏极与该储存电容的第二端，

其中，该发光元件驱动电路为一有机发光二极管驱动电路。

10.根据权利要求9所述的发光元件驱动电路，其中该储存电容反应于该电源电压与该数据电压而在一重置阶段进行重置。

11.根据权利要求10所述的发光元件驱动电路，其中

该有机发光二极管驱动电路先后进入该重置阶段、该数据写入阶段，以及该发光阶段；

该驱动晶体管、该发光控制晶体管、该写入晶体管、该采集晶体管，以及该转换晶体管皆为P型晶体管；

在该重置阶段，该扫描信号与该发光信号同时致能；

在该数据写入阶段，仅该扫描信号致能；以及

在该发光阶段，仅该发光信号致能。

12.根据权利要求11所述的发光元件驱动电路，其中该电源电压为一固定电源电压。

13.根据权利要求11所述的发光元件驱动电路，其中该电源电压为一可变电源电压。

14.根据权利要求1 3所述的发光元件驱动电路，其中

该电源电压仅在该重置阶段从一高电平电压改变至一设定电压，且该设定电压低于该高电平电压；以及

该设定电压根据该驱动晶体管的该临界电压与该有机发光二极管的该导通电压而决定。

15.一种像素电路，包括：

一发光元件，用以在一发光阶段，反应于一驱动电流而发光；

一驱动单元，耦接在一预设电位与该发光元件之间，且包含一驱动晶体管，用以在该发光阶段控制流经该发光元件的该驱动电流；以及

一数据储存单元，包含直接耦接至传导该驱动电流的一传导路径的一储存电容，用以在一数据写入阶段，通过该储存电容以对一数据电压、关联于该驱动晶体管的一临界电压以及关联于该发光元件的一导通电压进行储存，

其中，在该发光阶段，该驱动单元反应于该储存电容的跨压而产生流经该发光元件的该驱动电流，且该驱动电流不受该驱动晶体管的该临界电压以及该发光元件的该导通电压的影响。

16.根据权利要求15所述的像素电路，其中：

该预设电位为一接地电位；

该发光元件为一有机发光二极管；

该驱动单元还包括：

一发光控制晶体管，其栅极用以接收一发光信号，其源极耦接至该接地电位，而其漏极则耦接该驱动晶体管的源极与该储存电容的第一端，

其中，该驱动晶体管的漏极耦接该有机发光二极管的阴极，而该有机发光二极管的阳极则耦接至一电源电压；

该数据储存单元还包括：

一写入晶体管，其栅极用以接收一扫描信号，其漏极用以接收该数据电压，而其源极则耦接该储存电容的第二端；

一采集晶体管，其栅极用以接收该扫描信号，其源极耦接该驱动晶体管的栅极，而其漏极则耦接该驱动晶体管的漏极与该有机发光二极管的阴极；以及

一转换晶体管，其栅极用以接收该发光信号，其源极耦接该驱动晶体管的栅极与该采集晶体管的源极，而其漏极则耦接该写入晶体管的源极与该储存电容的第二端；以及

该驱动晶体管、该发光控制晶体管、该写入晶体管、该采集晶体管，以及该转换晶体管皆为N型晶体管。

17.根据权利要求15所述的像素电路，其中：

该预设电位为一电源电压；

该发光元件为一有机发光二极管；

该驱动单元还包括：

一发光控制晶体管，其栅极用以接收一发光信号，其源极耦接至该电源电压，而其漏极则耦接该驱动晶体管的源极与该储存电容的第一端，

其中，该驱动晶体管的漏极耦接该有机发光二极管的阳极，而该有机发光二极管的阴极则耦接至一接地电位；

该数据储存单元还包括：

一写入晶体管，其栅极用以接收一扫描信号，其源极用以接收该数据电压，而其漏极则耦接该储存电容的第二端；

一采集晶体管，其栅极用以接收该扫描信号，其漏极耦接该驱动晶体管的栅极，而其源极则耦接该驱动晶体管的漏极与该有机发光二极管的阳极；以及

一转换晶体管，其栅极用以接收该发光信号，其漏极耦接该驱动晶体管的栅极与该采集晶体管的漏极，而其源极则耦接该写入晶体管的漏极与该储存电容的第二端；以及

该驱动晶体管、该发光控制晶体管、该写入晶体管、该采集晶体管，以及该转换晶体管皆为P型晶体管。

Images