CN109920377B

CN109920377B - 像素电路及其驱动方法

Info

Publication number: CN109920377B
Application number: CN201910380994.7A
Authority: CN
Inventors: 林志隆; 李家伦; 陈力荣; 朱耘成; 郑贸薰
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2018-06-14
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2020-10-16
Anticipated expiration: 2039-05-08
Also published as: CN109920377A

Abstract

本发明公开了一种像素电路，包含第一和第二电容、第一和第二数据输入电路、像素控制电路、第一和第二驱动电路。第二电容通过节点电性耦接第一电容。第一数据输入电路用以根据第一扫描信号和第一数据信号控制第一电容的第一端的电压电平。第二数据输入电路用以根据第二扫描信号和第二数据信号控制第二电容的第一端的电压电平。像素控制电路用以选择性地控制节点的电压电平于重置电平或补偿电平。第一、第二驱动电路分别用以根据第一、第二电容的第一端的电压电平分别输出第一、第二驱动电流以分别驱动第一、第二发光元件。

Description

像素电路及其驱动方法

技术领域

本发明内容是关于一种二极管电路及其驱动方法，且特别是有关于一种主动式有机发光二极管电路及其驱动方法。

背景技术

在现在的各种数字显示装置中，主动式有机发光二极管显示装置(Active MatrixOrganic Light Emitting Display，AMOLED)因具有自发光、高亮度、高发光率、高对比、反应速度快、广视角以及可使用温度范围大等优点，因此在数字显示装置的市场上极具竞争性。

然而，在主动式有机发光二极管显示装置的运作中，驱动电流系受驱动晶体管的临界电压(threshold voltage)所影响，因AMOLED装置中不同的显示单元各自的驱动晶体管的临界电压存在一定误差，驱动电流会因此产生差异。而当驱动电流产生差异则会导致有机发光二极管发光亮度不一致，以致主动式有机发光二极管显示装置在显示影像时的画面亮度不均。

发明内容

本发明内容的一态样系关于一种像素电路，包含：第一电容、第二电容、第一数据输入电路、第二数据输入电路、像素控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路。第二电容通过节点电性耦接于第一电容。第一数据输入电路用以根据第一扫描信号和第一数据信号控制第一电容的一第一端的电压电平。第二数据输入电路用以根据第二扫描信号和第二数据信号控制第二电容的第一端的电压电平。像素控制电路用以选择性地控制节点的电压电平于重置电平或补偿电平。第一驱动电路用以根据第一电容的第一端的电压电平输出第一驱动电流以驱动第一发光元件。第二驱动电路用以根据第二电容的第一端的电压电平输出第二驱动电流以驱动第二发光元件。

本发明内容的另一态样系关于一种像素驱动方法，包含：由重置电路根据重置参考电压控制节点的电压电平；由第一数据输入电路根据第一数据信号控制第一电容的第一端的电压电平；由第二数据输入电路根据第二数据信号控制第二电容的第一端的电压电平；由补偿电路根据第一参考电压控制节点的电压电平；由第一驱动电路根据第一电容的第一端的电压电平输出第一驱动电流至第一发光元件；以及由第二驱动电路根据第二电容的第一端的电压电平输出第二驱动电流至第二发光元件。

附图说明

图1系根据本发明内容的部分实施例绘示一种像素电路的示意图。

图2系根据本发明内容的部分实施例绘示一种像素电路的细部示意图。

图3系根据本发明内容的部分实施例绘示一种像素电路的信号时序示意图。

图4系根据本发明内容的部分实施例绘示在第一时段内图2的像素电路中各晶体管的状态示意图。

图5系根据本发明内容的部分实施例绘示在第二时段内图2的像素电路中各晶体管的状态示意图。

图6系根据本发明内容的部分实施例绘示在第三时段内图2的像素电路中各晶体管的状态示意图。

图7系根据本发明内容的部分实施例绘示一像素驱动方法的流程图。

其中，附图标记：

100：像素电路

110：第一数据输入电路

120：第二数据输入电路

130：重置电路

140：补偿电路

150：第一驱动电路

160：第二驱动电路

C1、C2、C3：电容

T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7：晶体管

V_data1：第一数据信号

V_data2：第二数据信号

V_DD：第一参考电压

V_SS：第二参考电压

V_ref：重置参考电压

OLED1、OLED2：发光元件

S1、S2、S3、S4：扫描信号

ELV_DD：发光控制信号

A、B：第一端

N：节点

P1、P2、P3：时段

具体实施方式

下文系举实施例配合所附图式作详细说明，但所描述的具体实施例仅用以解释本案，并不用来限定本案，而结构操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，皆为本发明内容所涵盖的范围。

请参考图1。图1系根据本发明内容的部分实施例绘示一种像素电路100的示意图。在部分实施例中，像素电路100可用于主动式有机发光二极管显示装置(Active MatrixOrganic Light Emitting Display，AMOLED)。显示装置中可包含多个如图1所示的像素电路100以组成完整的显示画面。

如图1所示，像素电路100包含第一电容C1、第二电容C2、第一数据输入电路110、第二数据输入电路120、重置电路130、补偿电路140、第一驱动电路150和第二驱动电路160，其中第一数据输入电路110、第一电容C1和第一驱动电路150整合为一像素子电路，第二数据输入电路120、第二电容C2和第二数据输入电路120整合为另一像素子电路，而重置电路130和补偿电路140整合为像素控制电路。换言之，像素电路100结合两个像素子电路，并藉由像素控制电路对上下两个像素子电路进行重置与补偿。

结构上，第二电容C2通过节点N电性耦接于第一电容C1。第一数据输入电路110电性耦接第一电容C1的第一端A和第一驱动电路150。第二数据输入电路120电性耦接第二电容C2的第一端B和第二驱动电路160。重置电路130与补偿电路140分别电性耦接于节点N。

具体而言，请参考图2。图2系根据本发明内容的部分实施例绘示一种像素电路100的细部示意图。如图2所示，第一数据输入电路110包含第一晶体管T1。第一晶体管T1的第一端耦接数据线，用以接收第一数据信号V_data1。第一晶体管T1的第二端耦接第一电容C1的第一端A。第一晶体管T1的控制端耦接栅极线，用以接收第一扫描信号S1。换言之，第一数据输入电路110用以根据第一扫描信号S1和第一数据信号V_data1控制第一电容C1的第一端A的电压电平。

第二数据输入电路120包含第二晶体管T2。第二晶体管T2的第一端耦接数据线，用以接收第二数据信号V_data2。第二晶体管T2的第二端耦接第二电容C2的第一端B。第二晶体管T2的控制端耦接栅极线，用以接收第二扫描信号S2。换言之，第二数据输入电路120用以根据一第二扫描信号S2和一第二数据信号V_data2控制该第二电容C2的一第一端B的电压电平。

重置电路130包含第三晶体管T3和第三电容C3。第三晶体管T3的第一端用以接收重置参考电压V_ref。第三晶体管T3的第二端耦接节点N。第三晶体管T3的控制端用以接收第三扫描信号S3。第三电容C3的第一端耦接第三晶体管T3的第一端，第三电容C3的第二端耦接第三晶体管T3的第二端。换言之，重置电路130用以根据第三扫描信号S3控制节点N的电压电平处于重置电平。

补偿电路140包含第四晶体管T4和第五晶体管T5。第四晶体管T4的第一端用以接收第一参考电压V_DD。第四晶体管T4的第二端耦接第四晶体管T4的控制端。第五晶体管T5的第一端耦接第四晶体管T4的第二端。第五晶体管T5的第二端耦接节点N。第五晶体管T5的控制端用以接收第四扫描信号S4。换言之，补偿电路140用以根据第四扫描信号S4控制节点N的电压电平处于补偿电平。

第一驱动电路150包含第六晶体管T6。第六晶体管T6的第一端用以接收发光控制信号ELV_DD。第六晶体管T6的第二端耦接第一发光元件OLED1。第六晶体管T6的控制端耦接第一数据输入电路110和第一电容C1的第一端A。换言之，第一驱动电路150用以根据第一电容C1的第一端A的电压电平输出第一驱动电流I1以驱动第一发光元件OLED1。

第二驱动电路160包含第七晶体管T7。第七晶体管T7的第一端用以接收发光控制信号ELV_DD。第七晶体管T7的第二端耦接第二发光元件OLED2。第七晶体管T7的控制端耦接第二数据输入电路120和第二电容C2的第一端B。换言之，第二驱动电路160用以根据第二电容C2的第一端B的电压电平输出第二驱动电流I2以驱动第二发光元件OLED2。

为便于说明起见，像素电路100当中各个元件的具体操作将于以下段落中搭配图式进行说明。请一并参考图3和图4。图3系根据本发明内容的部分实施例绘示一种像素电路的信号时序示意图。图4系根据本发明内容的部分实施例绘示在第一时段P1内像素电路100中各晶体管的状态示意图。

在部分实施例中，第一时段P1对应到像素电路100的重置时段。此时段中，由重置电路130的第三晶体管T3的第一端接收重置参考电压V_ref，并由第三晶体管T3的控制端接收第三扫描信号S3以控制节点N的电压电平。如图3所示，在第一时段P1内，第三扫描信号S3为低电平，使得第三晶体管T3相应导通，即，第三晶体管T3的第一端及第二端之间形成通路，使得节点N的电压电平变为重置参考电压V_ref。换言之，在第一时段P1内，像素控制电路用以根据重置参考电压V_ref控制节点N的电压电平。

同时，在第一时段P1内，由第一数据输入电路110的第一晶体管T1的第一端接收第一数据信号V_data1，并由第一晶体管T1的控制端接收第一扫描信号S1以控制第一电容C1的第一端A的电压电平。由第二数据输入电路120的第二晶体管T2的第一端接收第二数据信号V_data2，并由第二晶体管T2的控制端接收第二扫描信号S2以控制第二电容C2的第一端B的电压电平。

如图3所示，第一扫描信号S1和第二扫描信号S2依序变为低电平使得第一晶体管T1和第二晶体管T2轮流导通。当第一晶体管T1的第一端及第二端之间形成通路时，第一电容C1的第一端A的电压电平为第一数据信号V_data1。当第二晶体管T2的第一端及第二端之间形成通路时，第二电容C2的第一端B的电压电平为第二数据信号V_data2。换言之，在第一时段P1内，第一数据输入电路110用以将第一数据信号V_data1输出至第一驱动电路150。第二数据输入电路120用以将第二数据信号V_data2输出至第二驱动电路160。

另外，在第一时段P1内，第四扫描信号S4为高电平，使得第四晶体管T4不导通。发光控制信号ELV_DD为第二参考电压V_SS，确保没有电流流过第一发光元件OLED1、第二发光元件OLED2以避免画面出现闪烁现象。

接着，请一并参考图3和图5。图5系根据本发明内容的部分实施例绘示在第二时段P2内像素电路100中各晶体管的状态示意图。

在部分实施例中，第二时段P2对应到像素电路100的补偿时段。由补偿电路140的第四晶体管T4的第一端接收第一参考电压V_DD以控制补偿电路140的第五晶体管T5的第一端的电压电平，并由第五晶体管T5的控制端接收第四扫描信号S4以控制节点N的电压电平。

如图3所示，在第二时段P2内，第四扫描信号S4切换为低电平，使得第四晶体管T4和第五晶体管T5导通，即，第四晶体管T4的第一端和第五晶体管T5的第二端之间形成通路，使得节点N的电压电平转变为补偿电平V_DD-|V_th3|。因此，第一电容C1的第一端的电压转变为V_data1-V_ref+V_DD-|V_th|，第二电容C2的第一端的电压转变为V_data2-V_ref+V_DD-|V_th|。

换言之，在第二时段P2内，像素控制电路用以根据第一参考电压V_DD控制节点N的电压电平切换至补偿电平。如此一来，在补偿阶段便能够过第四晶体管T4来检测V_th的变异，并同时对上下两个像素子电路进行重置与补偿。

另外，在第二时段P2内，第一扫描信号S1、第二扫描信号S2和第三扫描信号S3皆为高电平，使得第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3不导通。由于第六晶体管T6和第七晶体管T7皆未导通，第一发光元件OLED1和第二发光元件OLED2不发光。此外，与第一时段P1相似，在第二时段P2内，发光控制信号ELV_DD为第二参考电压V_SS，确保没有电流流过第一发光元件OLED1、第二发光元件OLED2以避免画面出现闪烁现象。

接着，请一并参考图3和图6。图6系根据本发明内容的部分实施例绘示在第三时段P3内像素电路100中各晶体管的状态示意图。

在部分实施例中，第三时段P3对应到像素电路100的显示时段。在第三时段P3内，由第一驱动电路150的第六晶体管T6的控制端根据第一电容C1的第一端A的电压电平以由第六晶体管T6的一第二端输出第一驱动电流I1至第一发光元件OLED1。由第二驱动电路160的第七晶体管T7的控制端根据第二电容C2的第一端B的电压电平以由第七晶体管T7的第二端输出第二驱动电流I2至第二发光元件OLED2。

如图3所示，在第三时段P3内，发光控制信号ELV_DD切换为第一参考电压V_DD，使得第六晶体管T6和第七晶体管T7导通。进一步来说，第六晶体管T6的源极(第一端)与栅极(控制端)之间的电压差如下式所示：

V_SG=V_DD-(V_datal-V_ref+V_DD-|V_th|)

因此，第一驱动电流I1如下示可得：

第七晶体管T7及第二驱动电流I2与上述说明中的第六晶体管T6及第一驱动电流I1相似，于此不再赘述。换言之，在第三时段P3内，第一驱动电路150用以输出第一驱动电流I1。第二驱动电路160用以输出第二驱动电流I2。

另外，在第三时段P3内，第一扫描信号S1、第二扫描信号S2、第三扫描信号S3和第四扫描信号S4皆为高电平，使得第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4不导通。

如此一来，通过本发明内容的像素电路100，显示时段中第一驱动电流I1和第二驱动电流I2的电流大小将不受驱动晶体管的元件特性(如临界电压不同)而影响，可提供相对稳定的驱动电流。

请参考图7。图7系根据本发明内容的部分实施例绘示的像素驱动方法700的流程图。像素驱动方法700包含操作S710、S720、S730、S740、S750和S760。

首先，进行操作S710。在操作S710中，由重置电路130根据重置参考电压V_ref控制节点N的电压电平。

接着，进行操作S720。在操作S720中，由第一数据输入电路110根据第一数据信号V_data1控制第一电容C1的第一端A的电压电平。

接着，进行操作S730。在操作S730中，由第二数据输入电路120根据第二数据信号V_data2控制第二电容C2的第一端B的电压电平。

接着，进行操作S740。在操作S740中，由补偿电路140根据第一参考电压V_DD控制节点N的电压电平。

接着，进行操作S750。在操作S750中，由第一驱动电路150根据第一电容C1的第一端A的电压电平输出第一驱动电流I1至第一发光元件OLED1。

接着，进行操作S760。在操作S760中，由第二驱动电路160根据第二电容C2的第一端B的电压电平输出第二驱动电流I2至第二发光元件OLED2。

上述像素驱动方法700是配合图1～图6所示实施例进行说明，但不以此为限，任何所属技术领域具有通常知识者，在不脱离本案的精神和范围内，当可对作各种更动与润饰。

所属技术领域具有通常知识者可直接了解上述像素驱动方法700如何基于上述多个不同实施例中的像素电路100以执行该等操作及功能，故不再此赘述。

虽然本文将所公开的方法示出和描述为一系列的步骤或事件，但是应当理解，所示出的这些步骤或事件的顺序不应解释为限制意义。例如，部分步骤可以以不同顺序发生和/或与除了本文所示和/或所描述的步骤或事件以外的其他步骤或事件同时发生。另外，实施本文所描述的一个或多个态样或实施例时，并非所有于此示出的步骤皆为必需。此外，本文中的一个或多个步骤亦可能在一个或多个分离的步骤和/或阶段中执行。

综上所述，本案通过应用上述各个实施例中，通过上下两个像素子电路结合，来达到两个像素共用像素控制电路的功能，并能同时进行两列的平行补偿。且根据本发明内容的像素电路100，可在补偿时间不受面板解析度限制的前提下补偿晶体管的临界电压变异造成的电流不均匀性，并可防止画面出现闪烁现象，进而提高画面对比度。

虽然本发明内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明内容，所属技术领域具有通常知识者在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种像素电路，其特征在于，包含：

一第一电容；

一第二电容，通过一节点电性耦接于该第一电容；

一第一数据输入电路，用以根据一第一扫描信号和一第一数据信号控制该第一电容的一第一端的电压电平；

一第二数据输入电路，用以根据一第二扫描信号和一第二数据信号控制该第二电容的一第一端的电压电平；

一像素控制电路，用以选择性地控制该节点的电压电平于一重置电平或一补偿电平；

一第一驱动电路，用以根据该第一电容的该第一端的电压电平输出一第一驱动电流以驱动一第一发光元件；

一第二驱动电路，用以根据该第二电容的该第一端的电压电平输出一第二驱动电流以驱动一第二发光元件；

一重置电路，用以根据一第三扫描信号控制该节点的电压电平处于该重置电平；以及

一补偿电路，用以根据一第四扫描信号控制该节点的电压电平处于该补偿电平；

其中，该重置电路包含：

一第三晶体管，该第三晶体管的一第一端用以接收一重置参考电压，该第三晶体管的一第二端耦接该节点，该第三晶体管的一控制端用以接收该第三扫描信号；以及

一第三电容，该第三电容的一第一端耦接该第三晶体管的该第一端，该第三电容的一第二端耦接该第三晶体管的该第二端；

其中，该补偿电路包含：

一第四晶体管，该第四晶体管的一第一端用以接收一第二参考电压，该第四晶体管的一控制端耦接该第四晶体管的一第二端；以及

一第五晶体管，该第五晶体管的一第一端耦接该第四晶体管的该第二端，该第五晶体管的一第二端耦接该节点，该第五晶体管的一控制端用以接收该第四扫描信号。

2.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，该第一数据输入电路包含：

一第一晶体管，该第一晶体管的一第一端用以接收该第一数据信号，该第一晶体管的一第二端耦接该第一电容的该第一端，该第一晶体管的一控制端用以接收该第一扫描信号。

3.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，该第二数据输入电路包含：

一第二晶体管，该第二晶体管的一第一端用以接收该第二数据信号，该第二晶体管的一第二端耦接该第二电容的该第一端，该第二晶体管的一控制端用以接收该第二扫描信号。

4.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，该第一驱动电路包含：

一第六晶体管，该第六晶体管的一第二端耦接该第一发光元件，该第六晶体管的一控制端耦接该第一数据输入电路和该第一电容的该第一端。

5.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，该第二驱动电路包含：

一第七晶体管，该第七晶体管的一第二端耦接该第二发光元件，该第七晶体管的一控制端耦接该第二数据输入电路和该第二电容的第一端。

6.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，在一第一时段内，该像素控制电路用以根据一重置参考电压控制该节点的电压电平，该第一数据输入电路用以将该第一数据信号输出至该第一驱动电路，该第二数据输入电路用以将该第二数据信号输出至该第二驱动电路；

在一第二时段内，该像素控制电路用以根据一第一参考电压控制该节点的电压电平切换至该补偿电平；以及

在一第三时段内，该第一驱动电路用以输出该第一驱动电流，该第二驱动电路用以输出该第二驱动电流。

7.如权利要求6所述的像素电路，其特征在于，在该第一时段和该第二时段内，该第一驱动电路和该第二驱动电路用以接收相异于该第一参考电压的一第二参考电压，在该第三时段内，该第一驱动电路和该第二驱动电路用以接收该第一参考电压。

8.一种应用于权利要求1-7任一所述的像素电路的像素驱动方法，其特征在于，包含：

由一重置电路根据一重置参考电压控制一节点的电压电平；

由一第一数据输入电路根据一第一数据信号控制一第一电容的一第一端的电压电平；

由一第二数据输入电路根据一第二数据信号控制一第二电容的一第一端的电压电平；

由一补偿电路根据一第一参考电压控制该节点的电压电平；

由一第一驱动电路根据该第一电容的该第一端的电压电平输出一第一驱动电流至一第一发光元件；以及

由一第二驱动电路根据该第二电容的该第一端的电压电平输出一第二驱动电流至一第二发光元件。

9.如权利要求8所述的像素驱动方法，其特征在于，更包含：

在一第一时段内，由该重置电路根据该重置参考电压控制该节点的电压电平处于一重置电平，并由该第一数据输入电路根据该第一数据信号控制该第一电容的该第一端的电压电平，且由该第二数据输入电路根据该第二数据信号控制该第二电容的该第一端的电压电平；

在一第二时段内，由该补偿电路根据该第一参考电压控制该节点的电压电平处于一补偿电平；以及

在一第三时段内，由该第一驱动电路根据该第一电容的该第一端的电压电平输出该第一驱动电流至该第一发光元件，该第二驱动电路用以根据该第二电容的该第一端的电压电平输出该第二驱动电流至该第二发光元件。

10.如权利要求9所述的像素驱动方法，其特征在于，更包含：

在该第一时段和该第二时段内，由该第一驱动电路和该第二驱动电路接收一第二参考电压，在该第三时段内，由该第一驱动电路和该第二驱动电路接收该第一参考电压。

11.如权利要求9所述的像素驱动方法，其特征在于，更包含：

在该第一时段内，由该重置电路的一第三晶体管的一第一端接收一重置参考电压，并由该第三晶体管的一控制端接收一第三扫描信号以控制该节点的电压电平。

12.如权利要求9所述的像素驱动方法，其特征在于，更包含：

在该第一时段内，由该第一数据输入电路的一第一晶体管的一第一端接收该第一数据信号，并由该第一晶体管的一控制端接收一第一扫描信号以控制该第一电容的该第一端的电压电平。

13.如权利要求9所述的像素驱动方法，其特征在于，更包含：

在该第一时段内，由该第二数据输入电路的一第二晶体管的一第一端接收该第二数据信号，并由该第二晶体管的一控制端接收一第二扫描信号以控制该第二电容的该第一端的电压电平。

14.如权利要求9所述的像素驱动方法，其特征在于，更包含：

在该第二时段内，由该补偿电路的一第四晶体管的一第一端接收该第一参考电压以控制该补偿电路的一第五晶体管的一第一端的电压电平，并由该第五晶体管的一控制端接收一第四扫描信号以控制该节点的电压电平。

15.如权利要求9所述的像素驱动方法，其特征在于，更包含：

在该第三时段内，由该第一驱动电路的一第六晶体管的一控制端根据该第一电容的该第一端的电压电平以由该第六晶体管的一第二端输出该第一驱动电流至该第一发光元件。

16.如权利要求9所述的像素驱动方法，其特征在于，更包含：

在该第三时段内，由该第二驱动电路的一第七晶体管的一控制端根据该第二电容的该第一端的电压电平以由该第七晶体管的一第二端输出该第二驱动电流至该第二发光元件。