CN105185285B - 像素电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种像素电路包含一第一开关单元、一第二开关单元、一数据线、一电荷共享线以及一像素驱动单元。像素驱动单元电性连接至数据线以及第一开关单元的第一端。第一开关单元的第二端电性连接至电荷共享线以及第二开关单元的第一端。第二开关单元的第二端电性连接至数据线。其中于一电荷共享阶段,数据线的电位系由数据线于一初始阶段所提供的一第一数据电压以及电荷共享线于上述初始阶段所提供的一控制电压所决定。
Description
技术领域
本发明是有关于一种像素电路,且特别是有关于一种具电荷共享的像素电路。
背景技术
随着信息科技的进步,显示器的应用也越来越普及。现有的显示器大多配备有薄型面板,且大量应用于个人电脑、笔记型电脑、平板电脑以及智慧型手机等电子装置。面板的解析度也不断提升,以提供使用者更佳的画质。然而,随着面板解析度的提高,面板的功率消耗也随之增加。
对于可携式电子产品来说,高解析度面板所造成的功率消耗往往会大幅缩减装置在电池供电下所能运作的时间。因此,如何降低面板的功率消耗实为此领域一相当重要的课题。
发明内容
本发明的一态样是在提供一种像素电路。像素电路包含一第一开关单元、一第二开关单元、一数据线、一电荷共享线以及一像素驱动单元。像素驱动单元电性连接至数据线以及第一开关单元的第一端。第一开关单元的第二端电性连接至电荷共享线以及第二开关单元的第一端。第二开关单元的第二端电性连接至数据线。其中于一电荷共享阶段,数据线的电位由数据线于一初始阶段所提供的一第一数据电压以及电荷共享线于上述初始阶段所提供的一控制电压所决定。
本发明的另一态样是在提供一种像素电路。像素电路包含一第一开关单元、一第二开关单元、一数据线、一电荷共享线、一第一像素驱动单元以及一第二像素驱动单元。第一像素驱动单元电性连接至数据线。第二像素驱动单元电性连接至数据线以及第一开关单元的第一端。第一开关单元的第二端电性连接至电荷共享线以及第二开关单元的第一端。第二开关单元的第二端电性连接至数据线。其中于第二像素驱动单元所对应的一电荷共享阶段,数据线的电位系由数据线于第一像素驱动单元所对应的一补偿阶段所提供的一第一数据电压以及电荷共享线于第二像素驱动单元所对应的一初始阶段所提供的一控制电压所决定。
本发明的又一态样是在提供一种像素电路。像素电路包含多个像素单元以及一第二晶体管。像素单元中每一者包含一驱动晶体管以及一第一晶体管。驱动晶体管的栅极电性连接至第一晶体管的第一端。像素单元中每一者的第一晶体管的第二端电性连接至第二晶体管的第一端。且第二晶体管的栅极电性连接至像素单元中每一者的第一晶体管的栅极。
藉由本发明的技术手段,可有效地节省提供数据电压时所需消耗的功率。特别是在第一数据电压以及第二数据电压的差值较大时,更可大幅节省提供数据电压时所消耗的功率。另外,本发明藉由对像素单元中每一者设置一第一晶体管,且第一晶体管的栅极与像素单元外部的第二晶体管的栅极相连,可使得第一晶体管以及第二晶体管形成一双栅极(dual-gate)的结构。如此一来,可有效减轻显示器因漏电流所导致的显示不均的效应。而由于多个像素单元可共享一个第二晶体管,因此不需占据像素电路上过多的面积。
附图说明
图1为本发明一实施例中,一种显示器的示意图。
图2为本发明一实施例中,一种显示器的示意图。
图3为本发明一实施例中,一种像素电路的示意图。
图4系绘示用以控制像素电路驱动的相关信号的波形图。
图5A为本发明一实施例中,一种像素电路的示意图。
图5B为本发明一实施例中,驱动图5A所示的像素电路的相关信号的波形图。
图6A为本发明一实施例中,一种像素电路的示意图。
图6B为本发明一实施例中,像素单元漏电流路径的等效电路图。
图7为本发明一实施例中,一种像素电路的示意图。
图8为本发明另一实施例中,一种像素电路的示意图。
图9A与图9B分别为本发明一实施例中,一种像素电路的示意图。
其中,附图标记:
100:显示器 110、150:第一开关单元
112、152:第二开关单元 120、160:电荷共享线
122、124:数据线 130、135:像素驱动单元
a、b、c、d、e、p、q、r:端点
S110、S112、S150、S152、S214:开关控制信号
Data:信号 SC(130)、SC(135):扫描信号
EM(130)、EM(135):发光致能信号
170、172、174、176、178、180:时间区间
570、572、574、576、578、580:时间区间
214:第三开关单元
216、256、286、296:第四开关单元 218:缓冲器
220:主动区域
240、242:移位寄存模块
260、262:开关电路
280:驱动模块
300、350:像素单元
302、302b:像素单元
310、610:驱动晶体管
312、612:第一晶体管
320、620:电容
330:第二晶体管
433:第三晶体管
600、600a、600b:像素电路
920a、920b:补偿电路
LED:发光元件
M2、M3、M4、M5:晶体管
OVDD:电源正电位
OVSS:电源负电位
Vctrl:控制信号
Vcom:控制电压
Vref:参考电压
Vsig:控制电压
Vdata1、Vdata2:数据电压
R312、Rwire、Rcom:阻抗
Vp、Vr:电压
Rp:寄生电阻
Cp:寄生电容
具体实施方式
下文举实施例配合附图作详细说明,但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围,而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序,任何由元件重新组合的结构,所产生具有均等功效的装置,皆为本发明所涵盖的范围。此外,图式仅以说明为目的,并未依照原尺寸作图。为使便于理解,下述说明中相同元件将以相同的符号标示来说明。
在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms),除有特别注明外,通常具有每个用词使用在此领域中、在此公开的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本发明的用词将于下或在此说明书的别处讨论,以提供本领域技术人员在有关本发明的描述上额外的引导。
另外,关于本文中所使用的“耦接”或“连接”,均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触,或是相互间接作实体或电性接触,亦可指二或多个元件相互操作或动作。
于本文中,除非内文中对于冠词有所特别限定,否则“一”与“该”可泛指单一个或多个。将进一步理解的是,本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”及相似词汇,指明其所记载的特征、区域、整数、步骤、操作、元件与/或组件,但不排除其所述或额外的其一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件,与/或其中的群组。
另外,在本文中,使用第一、第二与第三等等的词汇,是用于描述各种元件、组件、区域、层与/或区块是可以被理解的。但是这些元件、组件、区域、层与/或区块不应该被这些术语所限制。这些词汇只限于用来辨别单一元件、组件、区域、层与/或区块。因此,在下文中的一第一元件、组件、区域、层与/或区块也可被称为第二元件、组件、区域、层与/或区块,而不脱离本发明的本意。
请参照图1。图1为本发明一实施例中,显示器100的示意图。显示器100包含移位寄存模块240、242,驱动模块280,以及像素电路。具体来说,像素电路包含主动区域220以及开关电路260、262。主动区域220可包含由多个像素单元所组成的像素阵列,其详细内部电路细节将于后续段落中详细说明。
移位寄存模块240、242可根据驱动模块280提供的信号分别输出相应的控制信号Vctrl至开关电路260、262,并提供控制信号Vctrl至主动区域220,以控制开关电路260、262以及主动区域220的操作。
开关电路260、262可根据驱动模块280提供的控制电压Vsig以及移位寄存模块240、242提供的控制信号Vctrl输出相应的控制电压Vcom至主动区域220,以控制主动区域220的操作。值得注意的是,虽然图1中绘示的像素电路同时包含开关电路260、262,然而在部份实施例中,像素电路亦可仅包含开关电路260或是开关电路262。在部分实施例中,亦可仅包含一组移位寄存模块240与开关电路260。图1的实施例仅为示例,并非用以限制本案。
请同时参照图2。图2为本发明一实施例中,显示器100的示意图。如图2所示,在一实施例中,像素电路的主动区域220包含多条数据线122、124,多条电荷共享线120、160所组成的像素阵列。多个像素电路分别耦接于数据线122、124以及电荷共享线120、160。如图2所示,像素单元(如:像素单元300)包含第一开关单元(如:第一开关单元110)、第二开关单元(如:第二开关单元112)、以及像素驱动单元(如:像素驱动单元130)。相似地,第一开关单元150,第二开关单元152,和像素驱动单元135形成像素单元350,于此不再赘述。
开关电路260、262用以分别输出相应的控制电压Vcom至电荷共享线120、160。移位寄存模块240、242用以分别输出相应的控制信号Vctrl,以控制主动区域220中的第一开关单元110、150,第二开关单元112、152,以及像素驱动单元130、135。
请参照图3。图3为本发明一实施例中,像素电路的示意图。在本例中,像素单元300包含一第一开关单元110、一第二开关单元112、一数据线122、一电荷共享线120以及一像素驱动单元130。
于一实施例中,像素单元300可为一发光二极管(OLED)面板中的像素电路。而像素驱动单元130包含一发光二极管以及其驱动电路(例如:发光二极管以及6T1C发光二极管驱动电路)。数据线122用以提供数据电压至像素驱动单元130以控制发光二极管发光。
像素驱动单元130电性连接至数据线122以及第一开关单元110的第一端(端点a)。第一开关单元110的第二端(端点b)电性连接至电荷共享线120以及第二开关单元112的第一端。第二开关单元112的第二端(端点c)电性连接至数据线122。
于本实施例中,像素单元350包含一邻近于像素驱动单元130的像素驱动单元135,以及邻近的像素驱动单元135所对应的第一开关单元150、第二开关单元152以及电荷共享线160。邻近的像素驱动单元135亦可包含一发光二极管以及其驱动电路。
如图2和图3所示,耦接至同一条电荷共享线(如:电荷共享线160)上的像素单元350便可共享电荷共用线160上的寄生电容Cp和寄生电阻Rp。其具体内容将于后续实施例中详细说明。
请同时参照图4。图4绘示用以控制例如像素单元300、350驱动的相关信号的波形图。如图4所示,信号S110、S112、S150以及S152分别为控制图1所示的开关单元110、112、150以及152启闭的开关控制信号。信号SC(130)以及SC(135)分别为控制像素驱动单元130以及像素驱动单元135的扫描信号。信号EM(135)以及EM(130)分别为控制像素驱动单元130以及像素驱动单元135的发光致能信号。
另外,时间区间170为像素驱动单元135所对应的初始阶段。时间区间172为像素驱动单元135所对应的电荷共享阶段。时间区间174为像素驱动单元130所对应的初始阶段以及像素驱动单元135所对应的补偿阶段(像素驱动单元130所对应的初始阶段与邻近的像素驱动单元135所对应的补偿阶段于时间上重叠),而时间区间176为像素驱动单元135所对应的发光阶段。
时间区间174为像素驱动单元130所对应的初始阶段;时间区间176为像素驱动单元130所对应的电荷共享阶段。时间区间178为像素驱动单元130所对应的补偿阶段。而时间区间180为像素驱动单元130所对应的发光阶段。
如图4所示,于像素驱动单元130所对应的电荷共享阶段176,数据线122的电位由数据线122于像素驱动单元130所对应的初始阶段174所提供的一第一数据电压Vdata1,以及电荷共享线120于像素驱动单元130所对应的初始阶段174所提供的一控制电压Vcom所决定。
于图4所示的实施例中,像素驱动单元130所对应的初始阶段174与邻近的像素驱动单元135所对应的补偿阶段于时间上重叠。因此,于像素驱动单元130所对应的初始阶段174,数据线122提供第一数据电压Vdata1至邻近的像素驱动单元135,以做为邻近的像素驱动单元135的数据电压。
于一实施例中,于像素驱动单元130所对应的初始阶段174,第一开关单元110导通(此时信号S110致能第一开关单元110),第二开关单元112断开(此时信号S112禁能第二开关单元112)。此时,电荷共享线120提供上述控制电压以做为像素驱动单元130的初始电压。藉此,像素驱动单元130中于初始阶段174的初始电压系由电荷共享线120所提供的控制电压所决定。
于图4所示的实施例中,像素驱动单元130所对应的电荷共享阶段176接续于初始阶段174,且像素驱动单元130所对应的电荷共享阶段176与邻近的像素驱动单元135所对应的发光阶段于时间上重叠。于电荷共享阶段176时,第一开关单元110断开(此时信号S110禁能第一开关单元110),第二开关单元112导通(此时信号S112致能第二开关单元112),使得电荷共享线120的电位以及数据线122的电位相同。
因此,此时电荷共享线120以及数据线122得以共享电荷。由上述段落的说明可知,于初始阶段174结束时,电荷共享线120的电位为上述控制电压Vcom,数据线122的电位为上述第一数据电压Vdata1。因此,在电荷共享阶段176时,由于第二开关单元112导通,故电荷共享线120的电位以及数据线122的电位由上述第一数据电压Vdata1以及上述控制电压Vcom所决定。
在其他实施例中,于电荷共享阶段176时,电荷共享线120的电位以及数据线122的电位由上述第一数据电压Vdata1、上述控制电压Vcom、数据线122的寄生电容与寄生电阻的电阻电容值(RC value)以及电荷共享线120的寄生电容与寄生电阻的电阻电容值所决定。例如,若数据线122的寄生电容与寄生电阻的电阻电容值以及电荷共享线120的寄生电容与寄生电阻的电阻电容值相同,则于电荷共享阶段176时,电荷共享线120的电位以及数据线122的电位为上述第一数据电压Vdata1以及上述控制电压Vcom的平均值。
接着,于像素驱动单元130所对应的补偿阶段178,第一开关单元110断开(此时信号S110禁能第一开关单元110),第二开关单元112断开(此时信号S112禁能第二开关单元112),且数据线122提供一第二数据电压Vdata2至像素驱动单元130,以做为像素驱动单元130的数据电压。需说明的是,补偿阶段178可接续于电荷共享阶段176,但不以其为限。藉此,数据线122可于像素驱动单元130所对应的补偿阶段178,提供第二数据电压Vdata2以驱动像素驱动单元130。
而像素驱动单元130所对应的发光阶段180,第一开关单元110断开(此时信号S110禁能第一开关单元110),且第二开关单元112断开(此时信号S112禁能第二开关单元112)。发光致能信号EM(130)致能像素驱动单元130中的一发光元件。需说明的是,发光阶段180可接续于补偿阶段178,但不以其为限。
另外,第一开关单元150、第二开关单元152以及对应的开关控制信号S150、S152于像素驱动单元135所对应的初始阶段170以及电荷共享阶段172的操作与上述段落针对像素驱动单元130所对应的初始阶段174以及电荷共享阶段176的操作所作的描述类似,在此不再赘述。具体来说,开关控制信号S110、S112、S150、S152等可由图2中所示移位寄存模块240输出的控制信号Vctrl所决定。
请参照图5A。图5A为本发明一实施例中,一种像素电路的示意图。相较于图2中所示的像素电路100,于本实施例中,主动区域220更包含一第三开关单元214并选择性地包含一缓冲器(buffer)218。开关电路260包含第四开关单元216、256。开关电路262包含第四开关单元286、296。
第三开关单元214的第一端(端点c)电性连接至数据线122。第三开关单元214的第二端(端点e)电性连接至缓冲器218。第三开关单元214的启闭可为图2中所示的开关控制信号S214所控制。
于像素驱动单元130所对应的初始阶段174(即邻近的像素驱动单元135所对应的补偿阶段),第三开关单元214导通(此时信号S214致能第三开关单元214),使得缓冲器218所输出的第一数据电压Vdata1透过第三开关单元214以及数据线122传送至邻近的像素驱动单元135。
而于像素驱动单元130所对应的补偿阶段178,第三开关单元214导通(此时信号S214致能第三开关单元214),使得数据线122提供一第二数据电压Vdata2至像素驱动单元130。藉此,于像素驱动单元130所对应的补偿阶段178,缓冲器218所输出的第二数据电压Vdata2可透过第三开关单元214以及数据线122传送至像素驱动单元130。
由上述段落可知,于像素驱动单元130所对应的电荷共享阶段176时,电荷共享线120的电位以及数据线122的电位由上述第一数据电压Vdata1、上述控制电压Vcom、数据线122的寄生电容与寄生电阻的电阻电容值以及电荷共享线120的寄生电容与寄生电阻的电阻电容值所决定。例如,若数据线122的寄生电容与寄生电阻的电阻电容值以及电荷共享线120的寄生电容与寄生电阻的电阻电容值相同,则于电荷共享阶段176时,电荷共享线120的电位以及数据线122的电位系为上述第一数据电压Vdata1以及上述控制电压Vcom的平均值。因此,于像素驱动单元130所对应的补偿阶段178时,缓冲器218对于数据线122仅需自第一数据电压Vdata1以及控制电压Vcom的平均值充电至第二数据电压Vdata2。如此一来,可有效地节省提供数据电压时所需消耗的功率。特别是在第一数据电压Vdata1以及第二数据电压Vdata2的差值较大时,更可大幅提供数据电压时所消耗的功率。在一例中,在相同的条件底下,本案的像素电路所消耗的功率仅约为传统技术的34%,可大幅节省显示器所消耗的能源。
于一实施例中,第四开关单元216的第一端(端点b)电性连接至电荷共享线120。第四开关单元216的启闭可由控制信号Vctrl直接或间接地控制。举例来说,第四开关单元216的启闭可为图2中所示的信号S110所控制(即第四开关单元216与第一开关单元110为同时启闭),但不以为限。
于像素驱动单元130所对应的初始阶段174,第四开关单元216导通(此时信号S110致能第四开关单元216),使得上述控制电压Vcom透过第四开关单元216传送至电荷共享线120。而于像素驱动单元130所对应的电荷共享阶段176,第四开关单元216断开(此时信号S110禁能第四开关单元216),第一开关单元110断开,且第二开关单元112导通,使得电荷共享线120的电位以及数据线122的电位相同。
于另一实施例中,第四开关单元216的第二端(端点d)电性连接至驱动模块280。驱动模块280用以提供上述控制电压Vsig,使得上述控制电压Vsig可透过第四开关单元216(即:开关电路260),作为控制电压Vcom传送至电荷共享线120。需说明的是,上述控制电压Vsig可为一定值,亦可为一可变电压。驱动模块280可依据第一数据电压Vdata1以及第二数据电压Vdata2的电压值,调整其输出的控制电压Vsig,以调整开关电路260所输出的控制电压Vcom的数值。
如图5A所示,开关电路260亦可包含第四开关单元256。第四开关单元256相对于像素驱动单元135的操作与第四开关单元216相对于像素驱动单元130的操作类似,在此不再赘述。另外,开关电路262可选择性地包含第四开关单元286、第四开关单元296。第四开关单元286相对于像素驱动单元130的操作与第四开关单元216相对于像素驱动单元130的操作类似,而第四开关单元296相对于像素驱动单元135的操作与第四开关单元256相对于像素驱动单元135的操作类似。开关电路262的功能与操作与开关电路260的功能与操作类似。
为方便说明起见,请同时参照图5B。图5B绘示驱动图5A所示的像素电路的相关信号的波形图。信号S214、Vctrl、S150以及S152分别为控制图5A所示的开关单元214、256、150以及152启闭的开关控制信号。信号Data为数据线122上的电压信号。
如图5B所示,于像素驱动单元135所对应的初始阶段570,信号S150致能第一开关单元150使其导通、信号Vctrl致能第四开关单元256使其导通,信号S112禁能第二开关单元152使其断开。此时,电荷共享线160提供控制电压Vcom以做为像素驱动单元135的初始电压。
接着,于像素驱动单元135所对应的电荷共享阶段572,信号S150禁能第一开关单元150使其断开,信号S152致能第二开关单元152使其导通,使得电荷共享线160的电位以及数据线122的电位相同,电荷共享线160以及数据线122得以共享电荷。如此一来,数据线122已于此阶段中已预先充电(在部份实施例中,数据线122的电位为原先数据线上的第一数据电压Vdata1以及原先电荷共享线160上的控制电压Vcom的平均值)。
接着,于像素驱动单元135所对应的补偿阶段574,信号S214致能第三开关单元214使其导通,使得数据线122提供第二数据电压Vdata2至像素驱动单元135,以做为像素驱动单元135的数据电压。由于数据线122已预先透过电荷共享线160部份充电,因此充电至第二数据电压Vdata2所需的能量较小,有效地节省提供数据电压时所需消耗的功率。
相似地,在另一个周期中所对应到的初始阶段576、电荷共享阶段578,以及补偿阶段580中,数据线122亦可透过电荷共享线160,在电荷共享阶段578进行部份放电,其操作与上述段落针对初始阶段570、电荷共享阶段572,以及补偿阶段584的操作所作的描述类似,在此不再赘述。
请参照图6A。图6A为本发明一实施例中,一种像素电路600的示意图。在像素电路600中,主动区域220包含多个像素单元302,开关电路260中包含一第二晶体管330(相当于图5A中的第四开关单元216或256)。
像素单元302中每一者包含一驱动晶体管310以及一第一晶体管312。驱动晶体管310的栅极电性连接至第一晶体管312的第一端(端点p)。于一实施例中,驱动晶体管310用以提供一驱动电流至像素单元302中的一发光元件(未绘示)。上述发光元件可为一发光二极管,而驱动晶体管310可为一发光二极管驱动电路(例如:6T1C发光二极管驱动电路)中的驱动晶体管。
像素单元302中每一者的第一晶体管312的第二端电性连接至第二晶体管330的第一端(端点q),且第二晶体管330的栅极电性连接至像素单元302中每一者的第一晶体管312的栅极。
于一实施例中,第一晶体管312的栅极以及第二晶体管330的栅极用以接收控制信号Vctrl,控制信号Vctrl可于上述发光二极管驱动电路的一初始阶段致能,使得像素单元302中每一者的第一晶体管312与第二晶体管330于该初始阶段导通,且第二晶体管330的第二端(端点r)接收一初始电压。
于本实施例中,像素单元302中每一者更包含一电容320。电容320的一第一端电性连接至驱动晶体管310的栅极。于一实施例中,电容320用以储存一数据电压。
于上述实施例中,藉由对像素单元302中每一者设置一第一晶体管312,且第一晶体管312的栅极与像素单元302外部的第二晶体管330的栅极相连,可使得第一晶体管312以及第二晶体管330形成一双栅极(dual-gate)的结构。
请参考图6B。图6B为根据一实施例所绘示的像素单元302漏电流路径的等效电路图。由于各个像素单元302共享同一个第二晶体管330,各自形成双栅极(dual-gate)的结构,相当于在电容320的漏电流的电流路径的等效电路上多串联了电荷共享线120本身的电路阻抗Rwire。如图6A和图6B所示,漏电流自电压为Vp的端点p(即:驱动晶体管310的栅极)流向电压为Vr的端点r(即:第二晶体管330的第二端),其电流路径上的等效阻抗为第一晶体管312的等效阻抗R312和第二晶体管330的等效阻抗Rcom以及电荷共享线120本身的寄生阻抗Rwire,使得漏电流路径上的阻抗值增加。如此一来,可有效降低电容320的漏电流,以及上述漏电流所可能造成的显示器显示不均(mura effect)的效应。另外,由于多个像素单元302可共享一个第二晶体管330,可节省像素单元302中晶体管的使用数量。因此不需占据像素电路600上过多的面积。
请参照图7。图7为本发明一实施例中,一种像素电路600a的示意图。相较于图6A中所示的像素电路600,于本实施例中,开关电路262中包含一第三晶体管433(相当于图5A中的第四开关单元286或296)。
像素单元302中每一者的第一晶体管312的第二端电性连接至第三晶体管433的第一端(端点q)。第三晶体管433的栅极电性连接至像素单元302中每一者的第一晶体管312的栅极。
于本实施例中,第三晶体管433的功能与操作与第二晶体管330类似,在此不再赘述。
图8为本发明另一实施例中,一种像素电路600b的示意图。相较于图7中所示的像素电路600a及其中的像素单元302,于本实施例的像素电路600b中,像素单元302b中每一者包含一驱动晶体管610、一第一晶体管612以及一电容620。驱动晶体管610的栅极电性连接至电容620,驱动晶体管610的一端电性连接至第一晶体管612的第一端(端点p)。第一晶体管612的第二端电性连接至第二晶体管330的第一端(端点q),且第二晶体管330的栅极电性连接至像素单元302b中每一者的第一晶体管612的栅极。
于一实施例中,各驱动晶体管610用以提供一驱动电流至相应像素单元302b中的一发光元件(未绘示)。上述发光元件可为一发光二极管,而驱动晶体管610可为一发光二极管驱动电路(例如:6T1C发光二极管驱动电路)中的驱动晶体管。此外,各电容620用以储存一数据电压。
其次,于一实施例中,第一晶体管612的栅极以及第二晶体管330的栅极用以接收控制信号Vctrl,控制信号Vctrl可于上述发光二极管驱动电路的一初始阶段致能,使得像素单元302b中每一者的第一晶体管612与第二晶体管330于该初始阶段导通,且第二晶体管330的第二端(端点r)接收一初始电压。其余操作类似前述,故于此不再赘述。
需说明的是,前述像素单元302b内的电路配置同样可应用于图6A所示的实施例中,故图6A所示的实施例不以附图为限。
为进一步说明像素电路600中补偿电路的结构,请参照图9A。图9A为本发明一实施例中,一种像素电路600的示意图。为方便起见,图9A所示实施例将一并搭配图4的驱动信号以及图7的实施例进行说明。
与图7所示实施例相似,像素单元中每一者包含一驱动晶体管310以及一第一晶体管312。驱动晶体管310的栅极电性连接至第一晶体管312的第一端(端点p)。于一实施例中,驱动晶体管310用以提供一驱动电流至像素单元中的一发光元件LED。上述发光元件可为一发光二极管,而驱动晶体管310可为一发光二极管驱动电路(例如:6T1C发光二极管驱动电路)中的驱动晶体管。
如图9A所示,在本实施例中,发光二极管驱动电路为6T1C发光二极管驱动电路,发光二极管驱动电路中的补偿电路920a包含晶体管M3、M4及M5。在结构上,晶体管M3的第一端连接至电源正电位OVDD,晶体管M3的第二端连接至驱动晶体管310的第一端,晶体管M3的控制端用以接收发光致能信号EM(135)。晶体管M4的第一端连接至驱动晶体管310的第一端,晶体管M4的第二端用以连接至数据线122上接收信号Data(即:数据线122上的电压信号),晶体管M4的控制端用以接收开关控制信号S152,使得晶体管M4在电荷共享阶段572时导通。晶体管M5的第一端连接至驱动晶体管310的第二端,晶体管M5的第二端连接至电源负电位OVSS,晶体管M5的控制端用以接收发光致能信号EM(135)。
请参照图9B。图9B为本发明另一实施例中,一种像素电路600的示意图。为方便起见,图9B所示实施例将一并搭配图4的驱动信号以及图8的实施例进行说明。
与图8所示实施例相似,像素单元中每一者包含一驱动晶体管610、一第一晶体管612以及一电容620。驱动晶体管610的栅极电性连接至电容620,驱动晶体管610的一端电性连接至第一晶体管612的第一端(端点p)。第一晶体管612的第二端电性连接至第二晶体管330的第一端(端点q),且第二晶体管330的栅极电性连接至像素单元302b中每一者的第一晶体管612的栅极,用以接收开关控制信号S150。
如图9B所示,在本实施例中,发光二极管驱动电路为6T1C发光二极管驱动电路,发光二极管驱动电路中的补偿电路920b包含晶体管M3、M4及M5。在结构上,晶体管M3的第一端连接至第一晶体管612的第一端(端点p),晶体管M3的第二端连接至电源负电位OVSS,晶体管M3的控制端用以接收发光致能信号EM(135)。晶体管M4的第一端连接至参考电压Vref,晶体管M4的第二端用以连接至电容620的一端,晶体管M4的控制端用以接收发光致能信号EM(135)。晶体管M5的第一端连接至晶体管M4的第二端,晶体管M5的第二端用以连接至数据线122上接收信号Data(即:数据线122上的电压信号),晶体管M5的控制端用以接收开关控制信号S152,使得晶体管M5在电荷共享阶段572时导通。
综上所述,藉由本发明的技术手段,可有效地节省提供数据电压时所需消耗的功率。特别是在第一数据电压以及第二数据电压的差值较大时,更可大幅节省提供数据电压时所消耗的功率。本案的像素电路的功率消耗可为现有技术的约34%。另外,本发明藉由对像素单元中每一者设置一第一晶体管,且第一晶体管的栅极与像素单元外部的第二晶体管的栅极相连,可使得第一晶体管以及第二晶体管形成一双栅极(dual-gate)的结构。如此一来,可有效减轻显示器因漏电流所导致的显示不均的效应。而由于多个像素单元可共享一个第二晶体管,因此不需占据像素电路上过多的面积。随着解析度的提高,像素电路所节省的面积比例也随之提高。在不同实施例中,本案的像素电路可分别节省区域面积的约5%、9%、20%、36%。如此一来,在高像素密度的像素电路中,可以提供足够的电容布局空间作为补偿,并保持像素电路内的漏电流水准。
和现有技术相较,本案提供的技术方案可以使用一条数据线达成电荷共享,也仅需要各像素单元中的第一开关单元、第二开关单元搭配共用的第四开关单元进行操作。此外,本案的像素电路由一个控制电压Vcom相应控制多个像素单元,也并不需要配置额外的外加电容,故节省了电路面积以及元件成本。
虽然本发明内容已以实施方式公开如上,但其并非用以限定本发明内容,任何本领域的技术人员,在不脱离本发明内容的精神和范围内,当可作各种的更动与修改,因此本发明内容的保护范围当视后附的权利要求书保护范围所界定者为准。
Claims (14)
1.一种像素电路,其特征在于,包含:
一第一开关单元;
一第二开关单元;
一数据线;
一电荷共享线;以及
一像素驱动单元,电性连接至该数据线以及该第一开关单元的第一端,该第一开关单元的第二端电性连接至该电荷共享线以及该第二开关单元的第一端,该第二开关单元的第二端电性连接至该数据线,其中于一电荷共享阶段,该数据线的电位由该数据线于一初始阶段所提供的一第一数据电压以及该电荷共享线于该初始阶段所提供的一控制电压所决定;
于该电荷共享阶段,该第一开关单元断开,该第二开关单元导通,使得该电荷共享线的电位以及该数据线的电位相同;
于该初始阶段,该第一开关单元导通,该第二开关单元断开,而该电荷共享线提供该控制电压以做为该像素驱动单元的初始电压。
2.如权利要求1所述的像素电路,其特征在于,于该初始阶段,该数据线提供该第一数据电压至一邻近的像素驱动单元,以做为该邻近的像素驱动单元的数据电压。
3.如权利要求1所述的像素电路,其特征在于,于一补偿阶段,该第一开关单元断开,该第二开关单元断开,且该数据线提供一第二数据电压至该像素驱动单元,以做为该像素驱动单元的数据电压,而于一发光阶段,该第一开关单元断开,且第二开关单元断开,且该像素驱动单元接收一发光致能信号以致能该像素驱动单元中的一发光元件。
4.如权利要求1所述的像素电路,其特征在于,还包含:
一第三开关单元,该第三开关单元的第一端电性连接至该数据线,其中于该初始阶段,该第三开关单元导通,使得该第一数据电压透过该第三开关单元以及该数据线传送至一邻近的像素驱动单元。
5.如权利要求4所述的像素电路,其特征在于,于一补偿阶段,该第三开关单元导通,使得该数据线提供一第二数据电压至该像素驱动单元。
6.如权利要求1所述的像素电路,其特征在于,还包含:
一第四开关单元,该第四开关单元的第一端电性连接至该电荷共享线,其中于该初始阶段,该第四开关单元导通,使得该控制电压透过该第四开关单元传送至该电荷共享线。
7.如权利要求6所述的像素电路,其特征在于,于该电荷共享阶段,该第四开关单元断开,该第一开关单元断开,且该第二开关单元导通,使得该电荷共享线的电位以及该数据线的电位相同。
8.一种像素电路,其特征在于,包含:
一第一开关单元;
一第二开关单元;
一数据线;
一电荷共享线;
一第一像素驱动单元,电性连接至该数据线;以及
一第二像素驱动单元,电性连接至该数据线以及该第一开关单元的第一端,该第一开关单元的第二端电性连接至该电荷共享线以及该第二开关单元的第一端,该第二开关单元的第二端电性连接至该数据线,其中于该第二像素驱动单元所对应的一电荷共享阶段,该数据线的电位由该数据线于该第一像素驱动单元所对应的一补偿阶段所提供的一第一数据电压以及该电荷共享线于该第二像素驱动单元所对应的一初始阶段所提供的一控制电压所决定;
于该第二像素驱动单元所对应的该电荷共享阶段,该第一开关单元断开,该第二开关单元导通,使得该电荷共享线的电位以及该数据线的电位相同;
于该第二像素驱动单元所对应的该初始阶段,该第一开关单元导通,该第二开关单元断开,而该电荷共享线提供该控制电压以做为该第二像素驱动单元的初始电压。
9.如权利要求8所述的像素电路,其特征在于,还包含:
一第三开关单元,该第三开关单元的第一端电性连接至该数据线,其中于该第一像素驱动单元所对应的该补偿阶段,该第三开关单元导通,使得该第一数据电压透过该第三开关单元以及该数据线传送至该第一像素驱动单元。
10.如权利要求9所述的像素电路,其特征在于,于该第二像素驱动单元所对应的一补偿阶段,该第三开关单元导通,使得该数据线提供一第二数据电压至该第二像素驱动单元。
11.如权利要求8所述的像素电路,其特征在于,还包含:
一第四开关单元,该第四开关单元的第一端电性连接至该电荷共享线,其中于该第二像素驱动单元所对应的该初始阶段,该第四开关单元导通,使得该控制电压透过该第四开关单元传送至该电荷共享线。
12.如权利要求11所述的像素电路,其特征在于,于该第二像素驱动单元所对应的该电荷共享阶段,该第四开关单元断开,该第一开关单元断开,且该第二开关单元导通,使得该电荷共享线的电位以及该数据线的电位相同。
13.如权利要求8所述的像素电路,其特征在于,该第二像素驱动单元所对应的该初始阶段与该第一像素驱动单元所对应的该补偿阶段于时间上重叠。
14.如权利要求8所述的像素电路,其特征在于,第一像素驱动单元以及该第二像素驱动单元相邻。
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