TW201135701A - Driving circuit and driving method for current-driven device - Google Patents

Description

201135701 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於顯示技術領域’且特別是有關於適用於驅 動電流驅動元件之驅動電路以及驅動方法。 【先前技術】 有機發光二極體（Organic Light Emitting Diode, OLED) 顯示器之畫素一般係以電晶體搭配儲存電容來儲存電荷，以控 制有機發光二極體的亮度表現；其中有機發光二極體係一種電 鲁 流驅動元件，其根據流經的電流大小不同而產生不同程度的亮 光。請參見圖1，其繪示為傳統晝素電路之示意圖。晝素電路 10包括驅動電路12以及有機發光二極體16 ;驅動電路12用 以控制有機發光二極體16之亮度表現，且為二電晶體一電容

(2T1C)架構。具體地’驅動電路12包括N型電晶體Ml、P 型電晶體M2以及電容Cl ;N型電晶體河丨的汲極電性耦接至 資料線DL ’ N型電晶體Ml的閘極接受控制訊號SCAN之控 制以決定是否使資料線DL上的寫入資料電位傳遞至n型電晶 體Ml的源極；P型電晶體M2的閘極電性耦接至N型電晶體 _ Ml的源極，P型電晶體M2的源極電性耦接至電源電位 OVDD，P型電晶體M2的汲極電性耦接至有機發光二極體16 的正極，有機發光二極體16的負極電性耦接至另一電源電位 ovss;電容C1的兩端跨接於P型電晶體M2之閘極與源極之 間。 然而，對於有機發光二極體顯示器之各個晝素電路，由於 製程的影響，各個晝素電路的電晶體之臨界電壓並非完全相 同，使得即使給予相同的寫入資料電位，不同晝素電路中流娘 有機發光二極體i6的電流仍有差異，導致顯示器亮度 ^ 201135701 本發明的目的是提供一種適於驅動電流驅動元件的驅動 電路’以改善因電晶體之臨界電壓差異所造成的亮度不均勻問 題。 本發明的再一目的是提供一種適於驅動電流驅動元件的 驅動方法，以改善因電晶體之臨界電壓差異所造成的亮度不均 勻問題。

本發明實施例提出的一種驅動電路，適於驅動電流驅動元 件。其中，電流驅動元件具有第一端與第二端，且電流驅動元 件的第一端電性耦接至第一預設電位。驅動電路具有多個開 關’每一開關具有控制端、第一通路端與第二通路端。具體地， 驅動電路包括第一開關、第二開關、第三開關、第一電容以及 2電容；第—開關的控制端電性_至第—控制訊號，並根 據第-控制訊號而決定是否將資料線上的電位從第—開 第-通路端傳遞至第-開_第二通路端；第二 ^性編妾至第-開關的第二通路端，第二開關的第—通 =接至電流驅動^件的第二端；第三開關的控制端電性= 至第一控制讯唬，第三開關的第一通路端電 的第二通路端’且第三開關的第二通路端 電位；第一電容的兩端分別電性耦接於第_ 弟一預咬 二開關的第二通路端；第二電容的兩端分^性與第 關的第一通路端與第三開關的第二通路端。 接於弟二開 容的電容值大於j 在本發明的一實施例中，上述之第二 一電容的電容值。 在本發明的-實施例中，上述之第一 三開關皆為N型電晶體。 弟一開關與」 在本發明的一實施例中’上述之第—問 弟開關與第三開關為 201135701 型電晶體，第二開關為p型電晶體。 在本發明的一實施例中’上述之第一開關、第二開關與第 三開關皆為p型電晶體。

本發明實施例提出的一種電流驅動元件的驅動方法，適用 於上述之驅動電路。本實施例中之驅動方法包括步驟：（1)在 第一時間點，第一開關、第二開關及第三開關皆導通，使資料 線上的預充電電位開始被傳遞至第一電容的第一端；（2)在第 二時間點，第一開關及第二開關導通而第三開關截止，開始使 第一預設電位停止被導入至驅動電路内部；（3)在第三時間 點，第一開關導通而第三開關截止，開始調整資料線上的電位 為寫入資料電位後，第二開關開始導通；以及在第四時間點之 後，第一開關截止而第二開關及第三開關導通，使資料線上的 ^立停止被傳遞至第—電容的第—端、使第二般電位開始被 導入至驅動電路内部，且使資料線上的電位回到預充電電位。 其中’第二時間點晚於第—時間點’第三時間點晚於第二時間 點，且第四時間點晚於第三時間點。 株實施例提出的驅動電路’適於驅動電流驅動元 二ϊ端電動元件具有第—端與第二端’且電流驅動元 電容 的第一^斑第-八 缟與第一端，第一電容 第二㈡開關模組中的不同節點，且 上的電位«接收資料線 與第-電容的第二端相叫第:以== 201135701 至第二預設電位。 一電實施例中’上述之第二電容的電容值大於第 且每實施例中’上述之__具有多個開關’ 母開關分別具有控制端、第—通路端與第二通路端。見體 也’開關额包括第m關 ^ 第-的€位從第—開_第—通路端傳遞至 ㈣第—通路端；第二開關的控制端電性減至第一開 Hit通路端，第二開關的第—通路端電_接至電流驅動 ㈣第—端’第三開關的控制端電性祕至第二控制訊號， =:開關的第—通路端電性_至第二開關的第二通路端，且 第二開關的第二通路端電性耦接至第二預設電位。 山在本發明的一實施例中，上述之第一電容的第一端與第二 =分別★電性μ接於第二開關的控制端與第二開關的第二通路 知而第一電谷的第一端與第二端則分別電性耦接於第二開關 的第二通路端與第三開關的第二通路端。 本發明實施例藉由對驅動電路之結構配置進行設計，使驅 動電路包括二個開關例如電晶體以及兩個電容，以致於流經電 ^驅動元件例如有機發光二極體之電流大小於發光階段=電 晶體之臨界電壓大小無關，排除了電晶體製程因素對流經有機 發光二極體之電流的影響。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易 懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。 【實施方式】 參見圖2，其繪示出相關於本發明實施例之一種驅動電路 201135701 與有機發光二極體的電連接關係。如圖2所示，驅動電路22 適於電流驅動元件例如有機發光二極體26，其為三電晶體兩 電容(3T2C)架構。驅動電路22包括電晶體訄卜M2及M3以 及電谷C1及C2，且各個電晶體M1、M2及M3皆為N型電 ，體。於本實施例中’電晶體M1、M2&M3皆作為開關使用， 每一電晶體Ml、M2及M3的閘極、汲極與源極分別為開關的 控制端、第一通路端與第二通路端；並且電晶體M1、M2及 M3構成用以決定是否使電流流過有機發光二極體％的開關

模組。 、具體地，㈣電晶體Ml的閘極電性麵接至控制訊號s卜 並根據控制訊號s 1❿決定是否將資料線DL上的電位從N型 電晶體Ml的汲極傳遞至N型電晶體^^的源極，Ns電晶體 Ml的沒極與資料線DL電性麵接。N型電晶體組的間極電 性減至N型電晶體M1的源極，N型電晶體M2的汲極電性 _至有機發光二極體26的負極，有機發光二極體26的正極 電性耦接至電源電位〇稱,型電晶體M3的閘極電性祕 至控制訊號S2 ’ N型電晶體M3的汲極電性耗接至N型電晶 體M2的源極，且N型電晶體M3的源極電性搞接至另一 = 電容C1的第1與第二端分職_接於N型 ，曰曰體M2的閘極㈣型電晶體禮的源極。電容c2的第一 端與第二端分別電性祕於N型電晶體M3的沒極與N型電 晶體]VI3的源極。 下面將結合圖2與圖3詳細描述雜電路22的具體作 過程目：3繪示出相關於驅動電路22之多個訊號的時序圖動 時間點U ’控制訊號S1跳變為高準位、控制 « S 2為同準位、且資料線沉提供至n型電晶體吣的没 201135701 下將以Vref表示之），此

M2的源極電位（以下將以Vs表示之)為〇vss。 在時間點t2,控制訊號S1為高準位、 、控制訊號S2跳變為 極之資料訊號Data為預充電電位（以， 時N型電晶體Ml、M2與M3皆導通 充電電位Vref開始被傳遞至電容Cl

低準位、且資料線D L提供至N型電晶體M丨的沒極之資料訊 號Data仍為預充電電位Vref，此時N φ通而N型電晶體M3截止，使得電源電位亭二J 驅動電路22内部的Ν型電晶體Μ3之汲極；Ν型電晶體體 的閘極電位Vg為Vref，因Ν型電晶體河2導通，其導通電流 對電容C2充電至N型電晶體M2的源極電位Vs升高達到 (Vref-Vth)之後，電晶體M2截止，電流為零而不再繼續充電， N型電晶體M2的源極電位Vs被固定為(Vref-Vth)，其中Vth 為N型電晶體M2的臨界電壓。 在時間點t3，控制訊號S1為高準位、控制訊號S2為低準 位，N型電晶體Ml導通而N型電晶體M3截止，且在資料線 • DL上的預充電電位Vref開始調整為寫入資料電位（以下將以 Vdata表示之)後，N型電晶體M2開始導通；is[型電晶體M2 的閘極電位Vg為Vdata，而N型電晶體M2的源極電位Vs 變為[〇/代£*^11)+&〇^&1狂^^^]，其中&=(：1/((：1+€2)。 在時間點t4之後’發光二極體26處於發光階段，控制訊 號S1為低準位、控制訊號S2為高準位、且資料線DL提供至 N型電晶體Ml的汲極之資料訊號Data由寫入資料電位Vdata 回到預充電電位Vref，此時N型電晶體Ml截止而]sf型電晶 體M2及M3導通，使得資料線DL上的電位停止被傳遞至驅 201135701 動電路22内部的電容ci的第一端；N型電晶體M2的閘極電 位 Vg 為[Vdata+OVSS-Vref+Vth-a(Vdata-Vref)]，而 N 蛰電晶 體M2的源極電位Vs變為OVSS，此時流過發光二極體26的 電流 Ids=k(Vgs-Vth)2=k[(l-a)(Vdata-Vref)]2，由此可以看出， 流過發光二極體26的電流與N型電晶體]VI2的臨界電壓Vth 無關，排除了電晶體製程因素對流經有機發光二極體26之電 流的影響。 圖4(a)繪出示相關於先前技術之驅動電路12(如圖1所示） 驅動有機發光二極體之效果模擬圖，圖4(b)繪示出相關圖2所 不驅動電路22於電容C2的電容值大於電容ci的電容值時驅 動有機發光二極體之效果模擬圖，圖4(c)繪示出相關圖2所示 驅動電路22於電容C2的電容值等於電容C1的電容值時驅動 有機發光二極體之效果模擬圖’圖4(d)繪示出相關圖2所示驅 動電路22不設置電容C2時驅動有機發光二極體之效果模擬 圖’且於圖4(a)至圖4(d)中均繪示出電晶體M2的臨界電壓vth 為VtO、負漂移至(Vt0-0.3)以及正漂移至(vt〇+〇 3)三種情形下

js vs. Vdata特性曲線。比較圖4(a)至圖4(巾可知，相較於先 别技術而言，採用本實施例之驅動電路22可獲得較佳 欢果；而於本實施例中，驅動電路配置有電容C1與、二動 容C2的電容值大於電容C1的電容值時可獲得更/佳胞當電 果，若不設置電容C2而僅設置電容α，流經有機發驅動欵 之電流Ids隨寫入資料電位Vdata的變化小，進而宴〜極體 果較差。 守软驅動致 在此需要說明的是，本發明實施例提供的驅動電路 於如圖2所示之電路結構配置，其還可採用其他變更执^不限 如圖5所示之電路結構配置朗6所示之電路結構配 201135701 如下。 具體地，圖5繪示出相關於本發明實施例之再一種驅動電 路與有機發光二極體的電連接_。如圖5所示，驅動電路 32適於電流驅動元件例如有機發光二極體％，其為三電晶體 兩電容(3T2C)架構。驅動電路32包括電晶體⑽、M2及M3 以及電谷Cl及C2，電晶體M1及M3皆為㈣電晶體，而電 曰曰體M2為p型電晶體。於本實施例中，電晶體μ卜M2及 M3白作為開關使用，每一電晶體⑽、M2及M3的間極、汲 鲁極與源極分別為開關的控制端、第一通路端與第二通路端；並 且電晶體m、M2及.M3構成用以決定是否使電流流過有機發 光二極體36的開關模組。 、承上述，N型電晶體Ml的閘極電性耦接至控制訊號S1， 並，據控制訊號s 1而決定是否將資料線DL上的電位從N型 電曰曰體Ml的汲極傳遞至㈣電晶體纽的源極，N型電晶體 Ml的及極與資料線沉電性耦接。p型電晶體^:的間極電性 耗接至N型電晶體M1的源極，p型電晶體⑽的汲極電性麵 接至有機發光二極體36的正極，有機發光二極體％的負極電 鲁性輪至電源電位〇VSS。N型電晶體M3的閘極電性減至 控制‘虎S2，N型電晶體M3的没極電性耦接至另一電源電位 OVDD ’且n型電晶體M3的源極電性耦接至p型電晶體μ〗 的源極。電谷C1的兩端分別電性麵接於P型電晶體M2的閘 極1 P，電晶體M2的源極。電容C2的兩端分別電性耦接於 N型電晶體M3的汲極與N型電晶體M3的源極。對於驅動電 路32之具體作動過程，其與圖2所示的驅動電路的具體作 動過程基本相同，故在此不再贅述。 圖6繪示出相關於本發明實施例之又一種驅動電路與有 11 201135701 t光一極體的電連接關係。如圖6所示，驅動電路42適於 件例如有機發光二極體46，其為三電晶體兩電容 ^ ，。驅動電路42包括電晶體ΜΙ、M2及M3以及電 谷C1及C2且各個電晶體Μ〗、M2及皆為p型電晶體。 於^實施例中，電晶體⑷、M2及M3皆作為開關使用，每一 =曰曰體鳩、M2及M3的閘極、汲極與源極分別為開關的控制 端第通路端與第二通路端；並且電晶體M1、M2及奶 構成用以决疋疋否使電流流過有機發光二極體的開關模 組。 、 具體地’ P型電晶體M1的閘極電性耦接至控制訊號S1， 並根據控制訊號S1而決定是否將#料線DL上的電位從p型 電晶體Ml的源極傳遞至P型電晶體M1的汲極，p型電晶體 M1的源極與資料線DL電_接。P型電晶體M2的閘極電性 搞接至P型電晶體M1的沒極，p型電晶體M2的沒極電性輕 接至有機發光二極體46的正極，有機發光二極體46的負極電 性耦接至電源電位OVSS。P型電晶體M3的閘極電性耦接至 控制§fl號S2，P型電晶體]y[3的汲極電性耦接至p型電晶體 M2的源極，且p型電晶體M3的源極電性耦接至另一電源電 位OVDD。電容C1的第一端與第二端分別電性耦接於p型電 晶體M2的閘極與P型電晶體M2的源極。電容C2的第—端 與第二端分別電性耦接於P型電晶體M3的汲極與P型電晶體 M3的源極。 下面將結合圖6與圖7詳細描述驅動電路42的具體作動 過程，圖7繪示出相關於驅動電路42之多個訊號的時序圖。 具體地，在時間點tl，控制訊號S1跳變為低準位、控制 訊號S2為低準位、且資料、線DL提供至p型電晶體奶二源 201135701 極之資料訊號Data為預充電電位（以下將以vref表示之），此 時P型電晶體Ml、M2與M3皆導通’使得資料線DL上的預 充電電位Vref開始被傳遞至電容C1的第一端；p型電晶體 M2的閘極電位（以下將以vg表示之)為vref，而電晶體m2的 源極電位（以下將以Vs表示之)為OVDD。 在時間點t2 ’控制訊號S1為低準位、控制訊號S2跳變為 高準位、且資料線DL提供至P型電晶體M1的源極之資料訊 號Data仍為預充電電位Vref ’此時P型電晶體Ml及M2導 通而P型電晶體M3截止，使得電源電位〇vDD被停止導入 至驅動電路42内部的P型電晶體M3之汲極；p型電晶體]VI2 的閘極電位Vg為Vref ’因P型電晶體]V12導通，其導通電流 對電容C2充電至P型電晶體M2的源極電位Vs升高達到 (Vref+Vth)之後，P型電晶體M2截止，電流為零而不再繼續 充電，P型電晶體M2的源極電位Vs被固定為(Vref+Vth)，其 中Vth為P型電晶體M2的臨界電壓。 在時間點t3，控制訊號S1為低準位、控制訊號S2為高準 位，P型電晶體Ml導通而p型電晶體]y[3截止，且在資料線 DL上的預充電電位Vref開始調整為寫入資料電位（以下將以 Vdata表示之)後，p型電晶體M2開始導通；p型電晶體M2 的閘極電位Vg為Vdata，而P型電晶體M2的源極電位Vs變 為[(Vref+Vth)+a(Vdata-Vref)]，其中 a=Cl/(Cl+C2)。 在時間點t4之後，發光二極體46處於發光階段，控制訊 號si為高準位、控制訊號S2為低準位、且資料線DL提供至 P型電晶體Ml的源極之資料訊號Data由寫入資料電位以 回到預充電電位Vref，此時p型電晶體M1截止而p型電晶體 M2及M3導通，使得資料線〇1上的電位停止被傳遞至=動 13 201135701 電路42内部的電容Cl的第一端；p型電晶體m2的閘極電位 M2的源極電位Vs變為OVDD，此時流過發光二極體46的電 流 Ids=k(Vsg-Vth)2=k[(l-a)(Vref-Vdata)]2,由此可以看出，流 過發光二極體46的電流與p型電晶體m2的臨界電壓Vth無 關’排除了電晶體製程因素對流經有機發光二極體46之電流 的影響。

綜上所述，本發明實施例藉由對驅動電路之結構配置進行 設計，使驅動電路包括三個開關例如電晶體以及兩個電容，以 致於流經電流驅動元件例如有機發光二極體之電流大小於發 光1¾ #又與電晶體之臨界電壓大小無關，排除了電晶體製程因素 對流經有機發光二極體之電流的影響。 ' 此外’任何熟習此技藝者還可對本發明上述實施例提出的 驅動電路以及驅動方法作適當變更，例如適當變更電晶體之種 類巧里或N型）、將各個電晶體的源極與沒極之電連接關係 互換等等。 ' 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限$ 本發:’任何熟習此技藝者’在㈣離本發明之精神和 内’二y作些許之更賴潤飾，因此本發明之保護範圍當 附之申請專利範圍所界定者為準。 - 【圖式簡單說明】 圖1繪示傳統畫素電路之示意圖。 ，2 —相關於本發明實關之_種驅動電路與 光一極體的電連接關係。 ： 二繪示相關於圖2所示驅動電路之多個訊號的 ⑷繪不相關於圖i所示驅動電_動有機發光二極骨 201135701 之效果模擬圖。 圖4(b)繪示相關圖2所示驅動電路於電容C2的電容值大 於電容C1的電容值時驅動有機發光二極體之效果模擬圖。 圖4(c)繪示相關圖2所示驅動電路於電容C2的電容值等 於電容C1的電容值時驅動有機發光二極體之效果模擬圖。 圖4(d)繪示相關圖2所示驅動電路不設置電容C2時驅動 有機發光二極體之效果模擬圖。 圖5繪示相關於本發明實施例之再一種驅動電路與有機 發光二極體的電連接關係。 ® 圖6繪示相關於本發明實施例之又一種驅動電路與有機 發光二極體的電連接關係。 圖7繪示相關於圖6所示驅動電路之多個訊號的時序圖。 【主要元件符號說明】 10 :晝素電路 12、22、32、42 :驅動電路 16、26、36、46 :有機發光二極體 Ml、M2、M3 :電晶體 • cn、C2 :電容 DL :資料線 SCAN :控制訊號 OVDD、OVSS :電源電位 SI、S2 :控制訊號 Data ·資料號 15

Claims (1)

1. 201135701 七、申請專利範圍： 1.一種驅動電路，適於驅動一電流驅動元件，該電流驅動 元件具有一第一端與一第二端，且該電流驅動元件的該第一端 電性耦接至一第一預設電位，該驅動電路具有多個開關，每一 S亥些開關具有一控制端、一第一通路端與一第二通路端，該驅 動電路包括： 一第一開關，該第一開關的該控制端電性耦接至一第一控 制訊號’並根據該第一控制訊號而決定是否將一資料線上的電

   位從該第-開關的該第—通路端傳遞至該第__開關的該第二 通路端； 厂f二開關’該第二開關的該控制端電性耦接至該第一開 關的該第二通路端’該第二開_該第—通路端電性耗接至該 電流驅動元件的該第二端； 弟 第二控 歼fl’e亥第二開關的該控制端電性輕接至 制訊號’該第三開_該第-通路端f _接至該第二 該第=通路端1該第三開_該第二通路端電性_至一第 二預设電位， 盥，[第兩，獅接於該第二開關的該控制端 與忒弟一開關的该第二通路端；以及 一第二電容’兩端分別電性耦接於該第三開關的該 路端與该第三開關的該第二通路端。 I2雷利範圍第1項所述的驅動電路，其中該第二電 今的電谷值大於该第一電容的電容值。 3.如申請專利範圍第丨項所述的驅動電路， 關、該第二開關與該第三開關皆為N型電晶體。X汗 =範圍第1項所述的驅動電路，其中該第一開 1以第_開關為㈣電晶體，該第二開關為p型電晶體。 r 201135701 5. 如申靖專利fc圍第1項所述的驅動電路，其中該第一開 關、該第一*開關與该第三開關皆為P型電晶體。 6. -種電流驅動元件的驅動方法，適驗如巾請專利 第1項所述的驅動電路’該驅動方法包括： 在〆第一時間點’該第一開關、該第二開關及該第三開關 皆導通，使該㈣線上的-預充電電如始被傳遞至該第 容的該第一端；

   在-第二時間點’該第-_及該第二開料通而 開關截止’ _使該第二職電位停止被導人至難動電軸 在一第三時間點，該第一 始調整該資料線上的電位為一 始導通；以及 開關導通而該第三開關截止，開 寫入:貝料電位後’該第二開關開 在-第四時間點之後，該第一開關截止而該第二 第三開關料’使該#料線上的電位停止被傳紅 的該第-端、使該第二預設電位開始被導人至該驅"龄 部，且使該資料線上的電位回到該預充電電位，

   其中，該第二時間點晚於該第一時間點， 於該第二時間點，且該第四時間點晚於該第=夺間」 7.-種驅動電路，適於驅動—電流_ 元件具有-第:端:-第二端，且該電流 ；= 電性柄接至-苐-預設電位，該驅動電路包括·千‘玄弟 第-二組資料線、該電流驅動元件的 相關模組用以決定是否使電流 該第一電容的該 >-· i 6 一第一電容’具有—第一端與一第二端 17 201135701 第-端與該第二端分別電性⑽ 點，且該第-電容_第—端相隨財的不同節 接收該資料線上的電位；以及 _關係而在一特定期間 第-端二::雷:有一第一端與-第二端’該第二電容的該 第二端電_接至該第二預設電位電眺接，料—電容的該 容的8電第7項所麵驅動電路，其中該第二電 谷的電合值大於该第一電容的電容值。 9. 如申請專鄕圍f 7項崎 組具，開關’且每-該些開關分別具二制;T 通路端與一第二通路端，該開關模組包括： -第-開關’該第一開關的該控制端電性耦接 制訊號’並根據該第-控·號而蚊是否將 ^ 位㈣第-開關的該第-通路端傳遞至該第—開關的該= 通路端， 二開關，該第二開關的該控制端電性触至該第一開 關的該第二通路端’該第二開_該第—通路端電 電流驅動元件的該第二端； 女 一第三開關，該第三開關的該控制端電性耦接至一第二栌 制訊號，該第三開關的該第—通路端電性_至該第二開關二 該端且該第三開關的該第二通路端電性耦接至該第 10. 如申請專利範圍第9項所述的驅動電路，其中該第一 : = = :端與該第二端分別獅接於該第“ 第二開關的該第二通路端，而該第二電容的該第一 端與該第二端則分別電性耦接於該第二開關的該第二通路端 18 201135701 與該第三開關的該第二通路端。、圖式·

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